微机原理课程设计
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五. 实验原理及程序流程图
1.A/D 转换器的一般工作原理
A/D 转换方法很多, 最常用的有以下两种: 逐次逼近式 A/D 转换器和双
积公式 A/D 转换器。
逐次逼近式 A/D 转换器的主要原理为:将一个待转换的模拟输入信号
VIN 与一个“推测”信号 V1 相比较,根据推测信号是大于还是小于输入信
号来决定减小还是增大该推测信号,以便模拟输入信号逼近。推测信号由
D/A 变换器的输出获得,当推测信号与模拟输入信号“相等”时,向 D/A 转
换器输入的数字即为对应的模拟输入的数字。其“推测”的算法是这样的,
它使二进制计数器的二进制数的每一位从最高位起依次置 1。每接一位时,
都要进行测试。若模拟输入信号 VIN 小于推测信号 V1,则比较器的输出为
零,并使该位置零;否则比较器的输出为 1,并使该位保持 1。无论哪种情
况,均应继续比较下一位,直到最末位为止。此时在 D/A 变换器的数字输入
即为对应于模拟输入信号的数字量, 将此数字输出,即完成其 A/D 转换过程。
双积分式 A/D 转换器先对未知的输入电压进行固定时间的积分, 然后转
为对标准电压进行反向积分,直至积分输出返回到起始值。则对标准电压进
行积分的时间 T 正比于输入模拟电压。输入电压大,则反向积分时间长。用
高频率标准时钟脉冲来测量这个时间, 即可得到相应于输入模拟电压的数字
量。
逐次逼近式 A/D 转换器的转换速度较快,一般在几微秒到上百微秒之
间,但成本较高。双积分 A/D 转换器容易做到较高的分辨率(位数) ,抗扰
性能好,对时间和温度也有较好的稳定性,缺点是转换速度比逐次逼近式
A/D 转换器要慢得多(尤其在位数较多的情况下) 。
2.A/D 转换器的主要参数及其连接特性
由 A/D 转换器一般工作原理分析得知其转换性能的主要参数有:
(1)分辨率:指 A/D 转换器可转换成数字量的最小模拟电压值,如果要再
小于这个电压值,则 A/D 转换器就分辨不出来。
(2)转换时间:指从输入启动转换信号开始到转换结束,所得到稳定的数
字输出量为止的时间。
A/D 转换器的外部特性: A/D 转换芯片一般具有输入 /输出信号线为:
转换启动线,由系统控制器发出的控制信号,表明 A/D 转换立即开始;