![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86240853/bg4.jpg)
计数器式 A/D 转换器结构很简单,但转换速度也很慢,所以很少采用。
双积分式 A/D 转换器抗干扰能力强,转换精度很高,但速度不够理想,常用于数字式
测量仪表中。
逐次逼近式 A/D 转换器结构不太复杂,转换速度也高。计算机中广泛采用其作为接口
电路。
并行 A/D 转换器的转换速度最快,但因结构复杂而造价较高,故只用于那些转换速度
极高的场合。
1、概述
1)A/D 转换器的技术指标:
·量化误差(Quantizing Error)与分辨率(Resolution)。
A/D 转换器的分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量,
习惯上以输出二进制位数或满量程与 2
n
之比(其中 n 为 ADC 的位数)表示。
例如 A/D 转换器 AD574A 的分辨率为 12 位,即该转换器的输出数据可以用 2
12
个二
进制数进行量化,其分辨率为 1LSB (1LSB=VFS/2
12
)。如果用百分数来表示分辨率时,
其分辨率为
1/2
n
×100%=1/2
12
×100%=0.0244%
一个满量程 VFS=10V 的 12 位 ADC 能够分辨输入电压变化的最小值为 2.4mV。
量化误差是由于有限数字对模拟数值进行离散取值(量化)而引起的误差。因此,量化
误差理论上为一个单位分辨率,即士(1/2)LSB。提高分辩率可减少量化误差。
·转换精度(Conversion Accuracy)。
A/D 转换器转换精度反映了一个实际 A/D 转换器在量化值上与一个理想 A/D 转换器
进行模/数转换的差值,由模拟误差和数字误差组成。
模拟误差是比较器、解码网络中电阻值以与基准电压波动等引起的误差;
数字误差主要包括丢失码误差和量化误差,丢失码误差属于非固定误差,由器件质量决
定。
·转换时间与转换速率。
A/D 转换器完成一次转换所需要的时间为 A/D 转换时间,是指从启动 A/D 转换器开
始到获得相应数据所需时间(包括稳定时间)。通常,转换速率是转换时间的倒数,即每秒
转换的次数。
2)A/D 转换器选择要点
·确定 A/D 转换器精度与分辨率。
用户提出的测控精度要求是综合精度要求,它包括了传感器精度、信号调节电路精度和
A/D 转换精度与输出电路、伺服机构精度,而且还包括测控软件的精度。应将综合精度在
各个环节上进行分配,以确定对 A/D 转换器的精度要求,据此确定 A/D 转换器的位数。
通常 A /D 转换器的位数至少要比综合精度要求的最低分辨率高一位,而且应与其他环节所
能达到的精度相适应。
·确定 A/D 转换器的转换速率。
通常根据被测信号的变化率与转换精度要求,确定 A/D 转换器的转换速率,以保证系
统的实时性要求。用不同原理实现的转换器,其转换速率是不一样的,如积分型的、跟踪比
较型的 A/D 转换器转换速率较慢,转换时间一般为几毫秒到几十毫秒,一般用于温度、压
力、流量等缓变参量的检测。计算机中广泛采用逐次逼近式 A/D 转换器为中速转换器,常
用于工业多通道单片机测控系统等。并行 A/D 转换器的转换速度最快,故常用于如实时瞬
态记录等转换速度极高的场合。
·确定环境参数。