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發(fā)布時(shí)間:2021-07-07 05:33  

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采用電壓頻率轉(zhuǎn)換法的A/D轉(zhuǎn)換器,由計(jì)數(shù)器、控制門及一個(gè)具有恒定時(shí)間的時(shí)鐘門控制信號(hào)組成。

它的工作原理是V/F轉(zhuǎn)換電路把輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與模擬電壓成正比的脈沖信號(hào)。

電壓頻率轉(zhuǎn)換法

電壓頻率轉(zhuǎn)換法的工作過程是:當(dāng)模擬電壓Vi加到V/F的輸入端,便產(chǎn)生頻率F與Vi成正比的脈沖,在一定的時(shí)間內(nèi)對(duì)該脈沖信號(hào)計(jì)數(shù),時(shí)間到,統(tǒng)計(jì)到計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值正比于輸入電壓Vi,從而完成A/D轉(zhuǎn)換。



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直接A/D轉(zhuǎn)換器可將模擬信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),這類A/D轉(zhuǎn)換器具有較快的轉(zhuǎn)換速度,其典型電路有并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器。而間接A/D轉(zhuǎn)換器則是先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成某一中間電量(時(shí)間或頻率),然后再將中間電量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出。失調(diào)誤差是由信號(hào)調(diào)理電路、ADC內(nèi)部轉(zhuǎn)移電路和電源電壓等因素造成的。



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對(duì)正弦波進(jìn)行精準(zhǔn)數(shù)字化的能力是高分辨率 AD 轉(zhuǎn)換器保真度的一項(xiàng)敏感度測試。該測試需要一個(gè)具接近 1ppm 殘留失真分量的正弦波發(fā)生器。此外,還需要一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的 AD 輸出監(jiān)視器,用于讀取和顯示轉(zhuǎn)換器輸出頻譜成分。若想以合理的成本和復(fù)雜程度來實(shí)施此項(xiàng)測試,就必需進(jìn)行其元件的設(shè)計(jì)并在使用之前完成性能驗(yàn)證。該顯示界面包含了時(shí)域信息(其示出了集中于轉(zhuǎn)換器工作范圍內(nèi)的偏置正弦波)、一個(gè)富里葉變換(指示了頻譜誤差分量)和詳細(xì)的表列讀數(shù)。



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隨著科技的飛速發(fā)展、高分辨率的數(shù)?;旌想娐返膽?yīng)用不斷深入,電路設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜,精度越來越高,所以AD轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)就成了儀器儀表及各種測量控制系統(tǒng)的難點(diǎn)。本系統(tǒng)來源于儀器儀表的溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì),采用、低溫漂的模擬、數(shù)字器件,輔以52系列單片機(jī)為控制器,以復(fù)雜可編程邏輯器件 CPLD (Comp lex Programmable Array Logic)為頻率測試的硬件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了高分辨率、低線性誤差的AD轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。通過本設(shè)計(jì)掌握、低漂移的AD轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法, CPLD的設(shè)計(jì),以及52系列單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)及軟件編程。A7上的一個(gè)1μF主極點(diǎn)和一個(gè)RC零點(diǎn)一起提供了該延遲,從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的環(huán)路補(bǔ)償。