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發(fā)布時間:2021-08-31 05:17  

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A/D轉(zhuǎn)換器稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器,可以將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路。

A/D轉(zhuǎn)換的作用是將時間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時間離散、幅值也離散的數(shù)字信號,因此,A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化及編碼4個過程。一般簡單的AD芯片,可能需要0-5V(看基準(zhǔn)電壓),已獲得大分辨率,帶有放大電路的,可以很小,帶有差動輸入的可以測相對的正負(fù)電壓。在實際電路中,這些過程有的是合并進(jìn)行的,例如,取樣和保持,量化和編碼往往都是在轉(zhuǎn)換過程中同時實現(xiàn)的。



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隨著電子計算技術(shù)和數(shù)字系統(tǒng)在各個領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,就需要將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,因為只有數(shù)字量才能被計算機(jī)或數(shù)字系統(tǒng)識別。要想實現(xiàn)振蕩器與放大器/AD之間的諧波消除,則必需測試多個放大器/AD樣本以增加測量的置信度4。另一方面,在許多情況中,系統(tǒng)后得到的數(shù)字結(jié)果又需要再變換為模擬量,用來通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)去實行控制,或進(jìn)行必要的調(diào)整。因此就要求模擬量與數(shù)字量之間能相互進(jìn)行轉(zhuǎn)換。



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現(xiàn)在很多MCU 都內(nèi)置A/D,即可以使用電源電壓作為其基準(zhǔn)電壓,也可以使用外部基準(zhǔn)電壓。這種方法用簡單的RC滾降濾波器取代了嚴(yán)密調(diào)諧的高階輸出濾波器,從而在保持輸出幅度的同時很大限度地降低了失真1。如果將電源電壓作為基準(zhǔn)電壓使用的話,假設(shè)該電壓為5V,則對3V 輸入電壓的測量結(jié)果為:(輸入電壓/基準(zhǔn)電壓)×255=(3/5)×255=99H。顯然,如果電源電壓升高1%,則輸出值為(3/5.05)×255=97H。實際上典型電源電壓的誤差一般在2~3%,其變化對A/D 的輸出影響是很大的。



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AD 測試通過其輸入放大器將振蕩器輸出發(fā)送至 AD。此項測試測量了由輸入放大器 / AD 組合所產(chǎn)生的失真分量。當(dāng)一個ADC的數(shù)字量輸出隨著模擬輸入信號的增加而增加時(或保持不變),就稱其具有單調(diào)性,相應(yīng)傳輸函數(shù)曲線的斜率沒有變化。AD 輸出由計算機(jī)來檢查,計算機(jī)將以定量的方式把頻譜誤差分量指示在圖 8 的顯示界面中3。該顯示界面包含了時域信息 (其示出了集中于轉(zhuǎn)換器工作范圍內(nèi)的偏置正弦波)、一個富里葉變換 (指示了頻譜誤差分量) 和詳細(xì)的表列讀數(shù)。被測試的 LTC-2379 18 位 AD / LT6350 放大器組合產(chǎn)生了 -111dB (約 2.8ppm) 的二次諧波失真,而較高頻率的諧波則遠(yuǎn)低于該水平。這表明 AD 及其輸入放大器處于正確的運(yùn)作狀態(tài)和規(guī)格范圍之內(nèi)。要想實現(xiàn)振蕩器與放大器 / AD之間的諧波消除,則必需測試多個放大器 / AD 樣本以增加測量的置信度。