A/D转换原理
时间: 2020-06-11 16:27 浏览次数: 当前栏目:行业新闻编辑:中山手机棋牌游戏
A/D转换器又称模/数转换器,简称ADC,其功能是将模拟信号转换成数字信号。A/D转换由采样(又称取样)、保持及量化、编码4个步骤来完成,A/D转换过程如图15-7所示,模拟信号经采样、

A/D 转换器又称模/数转换器,简称 ADC,其功能是将模拟信号转换成数字信号。A/D 转换由采样(又称取样)、保持及量化、编码4个步骤来完成,A/D转换过程如图15-7所示,模拟信号经采样、保持、量化和编棋牌游戏平台码后就转换成数字信号。

图15-7 A/D转换过程

1.采样和保持

采样就是每隔一定的时间对模拟信号进行取值,而保持则是将采样取得的信号值保存下来。采样和保持往往结合在一起应用。下面以图15-8为例来说明采样和保持原理。

图15-8 采样和保持原理

图15-8(a)中的S为模拟开关,实际上一般为三极管或场效应管,S的通、断受采样脉冲Us 的控制,当采样脉冲到来时,S闭合,输入信号Ui 可以通过,采样脉冲过后,S断开,输入信号无法通过,S起采样作用。电容C为保持电容,它能保存采样过来的信号电压值。

在工作时,给采样开关S输入图15-8(b)所示的模拟信号Ui ,同时给开关S控制端加采样脉冲Us 。当采样脉冲第1个脉冲到来时,S闭合,此时正好是模拟信号A点电压到来,A点电压通过开关S对保持电容C充电,在电容上充得与A点相同的电压,脉冲过后,S断开,电容C无法放电,所以在电容上保持与A点一样的电压。

当第2个采样脉冲到来时,S闭合,此时正好是模拟信号B点电压到来,B点电压通过开关S对保持电容C充电,在电容C上充得与B点相同的电压,脉冲过后,S断开,电容C无法放电,所以在电容C上保持与B点一样的电压。

当第3个采样脉冲到来时,在电容C上得到与C点一样的电压。

当第4个采样脉冲到来时,S闭合,此时正好是模拟信号D点电压到来,由于D点电压较电容上的电压(第3个脉冲到来时C点对电容C充得的电压)略低,电容C通过开关S向输入端放电,放电使电容C上的电压下降到与模拟信号D点相同的电压,脉冲过后,S断开,电容C无法放电,所以在电容C上保持与D点一样的电压。

当第5个采样脉冲到来时,S闭合,此时正好是模拟信号E点电压到来,由于E点电压较电容C上的电压低,电容C通过开关S向输入端放电,放电使电容C上的电压下降到与模拟信号E点相同的电压,脉冲过后,S断开,电容C无法放电,所以在电容C上保持与E点一样的电压。

如此工作后,在电容C上就得到如图15-8(b)所示的Uo 信号。

2.量化与编码

量化是指根据编码位数需要,将采样信号电压分割成整数个电压段的过程。编码是指将每个电压段用相应的二进制数表示的过程。

以图15-8所示信号为例,模拟信号Ui 经采样、保持得到采样信号电压Uo ,Uo 的变化范围是0~第七V,现在需要用3 位二进制数对它进行编码,由于3位二进制数只有 2 3 = 8个数值,所棋牌游戏平台十大排名以将0~第七V分成8份:0~0节V为第1份(又称第一等级),以0V作为基准,即在0~0节V范围内的电压都当成是0V,编码时用“000”表示;0节~第一V为第2份,基准值为1V,编码时用“001”表示;第一~第二V为第3份,基准值为2V,编码时用“010”表示;依此类推,第五~第六V为第7份,基准值为6V,编码时用“110”表示;第六~第七V为第8份,基准值为7V,编码时用“111”表示。

综上所述,图15-8(b)中的模拟信号经采样、保持后得到采样电压Uo ,采样电压Uo 再经量化、编码后就转换成数字信号(000 100 110 111 111 101 011 001 000 001 100),从而完成了 A/D 转换过程。

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