7.2 数模转换
A/D转换器的类型很多,原理各异。
按照转换器速度由高到低可分为:
并行比较型,逐次渐近型和双积分型。
按照有无 中间参数可分为:
直接A/D转换型和间接A/D转换型
并行比较型和逐次渐近型A/D转换器都属于直接A/D转换型。
间接A/D转换器一般分为
电压-频率变换型和电压-时间变换型两种
电压-频率变换型是把模拟输入信号通过中间信号频率,再转换成数字信号。
电压-时间变换型是先把模拟信号转换成中间信号时间后,再转换成数字信号。
双积分式A/D转换器就是一种典型的电压-时间变换型ADC。
7.2.1 A/D转换的基本原理
A/D转换就是把模拟电压量Ui转换成为与它成比列的二进制的数字量Dn
A/D转换过程通过取样.保持.量化和编码四个步骤完成。
量化:就是把幅值可连续变化的电压转化成所规定的单位量化电压的整倍数。
编码: 就是把量化的结果用代码表示。
2.取样
由于输入电压在时间上是连续的,故只能在特定的时间点对输入电压取样。按取样定律,要正确恢复输入电压Ui,q取样脉冲的频率必须高于输入模拟信号最高频率分量的两倍。
模数转换一般需要增加一个取样-保持过程。它按一定采样周期把时间上连续变化的信号周期变为时间上离散的信号。
取样结束后需要保持到下一次采样时刻,以便将这些取样值转换成数字量输出。
3.量化和编码
由于输入电压的幅值是连续变化的,它的幅值不一定是其量化单位的整倍数,所以量化过程会引入误差,这种误差脚量化误差。
量化后的信号只是一个幅值离散的信号,为了对量化后的信号进行处理,还应该把量化的结果用二进制代码或其它形式表示出来,这个过程就叫做编码。
量化的方法一般有两种:只舍不入法和有舍有入法。