逐次逼近型A/D转换器:A/D转换芯片型号很多,电路上分为双积分型、计数比较型、逐次逼近型、并行比较型等。端口上分为串行如A/D TLCl549、TLCl543,爿e,t-亍ttn A/D 0809等型号的芯片。按转换工作原理分为直接型和间接型。直接型ADC转换器可以将模拟信号直接转换为数字信号,逐次逼近型、并行比较型就属于这一类,它的特点是转换速度快。飞思卡尔MC9S08QG8单片机中的ADC模块采用的工作原理是逐次逼近型。间接型先将模拟信号转换为中间变量,然后再将中间变量转换为数字信号,双积分型、计数比较型就属于这种ADC转换器。这种转换器较前一种转换速度慢,但精度高,抗干扰能力强。
逐次逼近型ADC转换器的工作原理类似天平称物,如被测物体4.39,满刻度为RNFS=5.129,砝码有4种:l/2RNFS、1/4RNFS、1/8 RNFS、1/16RNFS、即2·569、l·289、0.649、0.329。
测量方法:砝码由大到小逐次加码与被测物体比较,累计砝码值小于被测物体,砝码值要留下,记为“1",砝码值大于被测物体不要留下,记为“0”。直至累计砝码与被测物体差值小于最小砝码为止。
第一次:2.569<4.3 9,“l",砝码值留下;
第二次:2.569+1.289=3.849<4.39,“l",砝码值留下:
第三次:2.569+1.289+0.649=4.489>4.3 9,“0",砝码值不留:
第四次:2.569+1.289+0.329=4.1 69<4.39,“l”,砝码值留下。
实测物体重量:G=1×2.569+1×1.289+0×0.649+1×0.329=4.169
误差:△=1实测物体重量一被测物体重量I=1 4.1 69一4.3 9 I=0.149<0.329。分辨率=最小砝码0.329;误差<最小砝码;数据经过4次比较得出。逐次逼近型ADC转换器的原理图如图11—3所示。
逐次逼近型ADC转换器利用上述原理由控制单元实现对分搜索控制,它显示最高位Dn一1=1,经D/A转换(数字量转换为模拟量)后得到一个比较电压,即整个量程一半的模拟电压Vi,与输入电压相比较,若Vi>vf,则保留该位,用数字“1”表示;若vi存入Ⅳ位寄存器中。然后使用下一位DⅣ一2=1,与上一次的结果一起经D/A转换后与Vi相比较……重复这样的过程直至使Do=1,与Do+1=1的结果一起经D/A转换,最后与Vi相比较,由Vi>Vf或Vi经过Ⅳ次这样的比较之后,Ⅳ位寄存器的状态就是转换后的数据。这样ADC就完成了一个数据的转换。
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