【测控电路】ADDA转换电路

ref 测控电路第五版

DA转换器

• 主要技术指标
  • 分辨率: LSB最低有效位, 产生一次变化时对应输出模拟量的变化量, 实际中常用输入数字量的位数表示分辨率高低 (10位二进制DA转换器,分辨率$2^{-10}$)
  • 精度:
  • 建立时间

转换特性

结构&原理

加权电阻网络电路

$$I_o=-\frac{2U_R{R}_1}{R}\sum _{i=1}^n{d}_i\times 2^{-i}$$

T形R-2R电阻网络电路

$$U_o=-\frac{U_R{R}_1}{R}\sum _{i=1}^n{d}_i\times 2^{-i}$$

AD转换器

原理

双积分式AD转换器

• 转换前, 逻辑控制电路使计数器清0, 积分电容$C$放电->0
• 开始转换: $U_i$以$\frac{U_i}{RC}$的速率在固定时间$T_1$向电容器充电, 使积分器输出端电压$U_C$从0开始增加, 启动计数器对时钟脉冲从0开始计数
  • 到达预定$T_1$, 计数值$N_1$,采样结束,计数器复0, 由$U_i$极性, 电子开关将与其反极性的基准电压$\pm U_R$加到反相积分器输入端, 积分器对其反相积分, 计数器重新计数进入比较阶段
• $U_C$降到0, 过0比较器输出端发出关门信号, 关闭计数,转换结束
• $$N_2=\frac{N_1}{U_R}{U}_{iav}$$

逐次逼近式AD转换器

• 6位AD转换器:
  • 脉冲到来: 寄存器清0, 启动转换, 时钟电路使逐次逼近寄存器最高位MSB=1(100000), 经DA转换器->$U_s$, 与输入$U_i$比较:
    • $U_s<U_i$: 数字不够大保留MSB=1
  • 次高位=1, 再经DA转换与$U_i$比较…
  • 逐位比较直至电压差<最大量化误差, 寄存器保留即$U_i$,转换完成
• $n$次操作可完成$n$位AD转换, 高速度,高精度,结构简单