萌新的51之旅——AD转换(2)

本文深入探讨ADC转换器的各项关键参数,包括线性度、绝对精度、转换速率、量化误差等,解析不同类型的ADC转换速度及其工作原理,如双积分型、逐次逼近式和并行比较型ADC。
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线性度
线性度有时又称为非线性度,它是指转换器实际的转换特性与理想直线的最大偏差。
绝对精度
在一个转换器中,任何数码所对应的实际模拟量输入与理论模拟量输入之差的最大值,称为绝对精度,对adc而言,可以在每一个阶梯的水平中点进行测量,它包括了所有的误差。
转换速率
Adc的转换速率是能够重复进行数据转换的速度及每秒转换的次数,而完成一次AD转换所需要的时间,则是转换速率的倒数。
AD转换器的转换速度主要取决于转换电路的类型,不同类型的AD转换器的转换速度相差很大。
双积分型AD转换器的转换速度最慢需几百毫秒左右
逐次逼近式AD转换器的转换速度较快,需几十微秒
并行比较型AD转换器的转换速度最快,仅需几十纳秒时间
逐次逼近式AD转换器与技术是AD转换类似,只是数字量由逐次逼近寄存器产生,次逼近寄存器使用对分搜索法产生数字量,以八位数质量为例,逐次逼近寄存器,首先产生八位数字量的一半,试探模拟量的大小,如果模拟量的大小大于VI,清除最高位,若小于则保留最高位,在最高位确定后逐次逼近寄存器,又以对分搜索法确定测高位,即以第七位的一半,试探模拟量的大小,然后逐次逼近寄存器,以对分搜索法确定五位及第六位的一半,试探模拟量的大小,重复这一过程,直到最低位被确定转换结束。
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偏移误差
偏移误差是指输入信号为零时输出信号不为零的值,所以有时又称零值误差,假定adc没有非线性误差,则其转换特性曲线,各阶梯中点的连线必定是直线,这条直线与横轴相交,连所对应的输入电压值就是偏移误差。
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满刻度误差
满刻度误差,又称为增益误差,adc的满刻度误差是指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入电压之差。
量化误差
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Adc,把模拟量变为数字量,用数字量近似表是模拟量,这个过程称为量化量化误差,是adc的有限位数,对模拟量进行量化而引起的误差,实际上要准确表达模拟量adc的位数需很大,甚至无穷大一个分辨率有限在adc的阶梯状转换特性曲线,与无穷无限分辨率的adc转换特性曲线之间的最大偏差,即是量化误差。

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分辨率adc的分辨率是指使输出数质量变化,一个星灵数码所需输入模拟电压的变化量,常用二进制位数表示,例如12位adc的分辨率就是12位,或者说分辨率为满刻度的一个十伏的,满刻度的12位adc能分辨输入电压变化,最小值是2.4毫伏。
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