AD轉(zhuǎn)換器種類-模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法-模數(shù)轉(zhuǎn)換原理-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯AD轉(zhuǎn)換器種類-模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法-模數(shù)轉(zhuǎn)換原理-基礎(chǔ)電子

下面簡要介紹常用的幾種模數(shù)轉(zhuǎn)換類型的基本原理及特點(diǎn)：積分型、逐次逼近型、并行比較型/串并行型、∑-Δ調(diào)制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。

轉(zhuǎn)換器種類1）積分型（如TLC7135）模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法

積分型AD模數(shù)轉(zhuǎn)換原理是將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間（脈沖寬度信號(hào)）或頻率（脈沖頻率），然后由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器獲得數(shù)字值。其優(yōu)點(diǎn)是用簡單電路就能獲得高分辨率，但缺點(diǎn)是由于轉(zhuǎn)換精度依賴于積分時(shí)間，因此轉(zhuǎn)換速率極低。初期的單片AD轉(zhuǎn)換器大多采用積分型，現(xiàn)在逐次比較型已逐步成為主流。

轉(zhuǎn)換器種類2）逐次比較型（如TLC0831）模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法

逐次比較型AD由一個(gè)比較器和DA轉(zhuǎn)換器通過逐次比較邏輯構(gòu)成，從MSB開始，順序地對(duì)每一位將輸入電壓與內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)n次比較而輸出數(shù)字值。其電路規(guī)模屬于中等。其優(yōu)點(diǎn)是速度較高、功耗低，在低分辯率（<12位）時(shí)價(jià)格便宜，但高精度（>12位）時(shí)價(jià)格很高。

轉(zhuǎn)換器種類3）并行比較型/串并行比較型（如TLC5510）模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法

并行比較型AD采用多個(gè)比較器，僅作比較而實(shí)行轉(zhuǎn)換，又稱FLash（快速）型。轉(zhuǎn)換速率極高，n位的轉(zhuǎn)換需要2n-1個(gè)比較器，因此電路規(guī)模也極大，價(jià)格也高，只適用于視頻AD轉(zhuǎn)換器等速度特別高的領(lǐng)域。

串并行比較型AD結(jié)構(gòu)上介于并行型和逐次比較型之間，典型的是由2個(gè)n/2位的并行型AD轉(zhuǎn)換器配合DA轉(zhuǎn)換器組成，用兩次比較實(shí)行轉(zhuǎn)換，所以稱為Halfflash（半快速）型。還有分成三步或多步實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的叫做分級(jí)（Multistep/Subrangling）型AD，而從轉(zhuǎn)換時(shí)序角度又可稱為流水線（Pipelined）型AD，現(xiàn)代的分級(jí)型AD中還加入了對(duì)多次轉(zhuǎn)換結(jié)果作數(shù)字運(yùn)算而修正特性等功能。這類AD速度比逐次比較型高，電路規(guī)模比并行型小。

轉(zhuǎn)換器種類4）∑-Δ（Sigma?/FONT>delta）調(diào)制型（如AD7705）模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法

∑-Δ型AD由積分器、比較器、1位DA轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器等組成。∑-Δ型AD模數(shù)轉(zhuǎn)換原理上近似于積分型，將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間（脈沖寬度）信號(hào)，用數(shù)字濾波器處理后得到數(shù)字值。電路的數(shù)字部分基本上容易單片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音頻和測量。

轉(zhuǎn)換器種類5）電容陣列逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法

電容陣列逐次比較型AD在內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器中采用電容矩陣方式，也可稱為電荷再分配型。一般的電阻陣列DA轉(zhuǎn)換器中多數(shù)電阻的值必須一致，在單芯片上生成高精度的電阻并不容易。如果用電容陣列取代電阻陣列，可以用低廉成本制成高精度單片AD轉(zhuǎn)換器。近的逐次比較型AD轉(zhuǎn)換器大多為電容陣列式的。

轉(zhuǎn)換器種類6）壓頻變換型（如AD650）模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法

壓頻變換型（Voltage-FrequencyConverter）是通過間接轉(zhuǎn)換方式實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的。壓頻變換型模數(shù)轉(zhuǎn)換原理是首先將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率，然后用計(jì)數(shù)器將頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。從理論上講這種AD的分辨率幾乎可以無限增加，只要采樣的時(shí)間能夠滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個(gè)