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標(biāo)簽 > AD轉(zhuǎn)換器
a/d 轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器,或簡稱 adc,通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。 通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。
a/d 轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器,或簡稱 adc,通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。 通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實際意義,僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn),比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度,通常用輸出的數(shù)字信號的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號的位數(shù)越多,表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號的能力越強,轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。
d/a轉(zhuǎn)換器的基本工作原理
d/a轉(zhuǎn)換器是計算機或其它數(shù)字系統(tǒng)與模擬量控制對象之間聯(lián)系的橋梁,它的任務(wù)是將離散的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化的模擬信號。在工業(yè)控制領(lǐng)域中,d/a轉(zhuǎn)換器是不可缺少的重要組成部分。
以下以一個四位的d/a轉(zhuǎn)換器說明d/a轉(zhuǎn)換器的工作原理: 當(dāng)d3=1 i3=vd/2r=vref/(1×2r) 當(dāng)d3=0 i3=0 當(dāng)d2=1 i2=vd/2r=vref/(2×2r) 當(dāng)d2=0 i2=0 當(dāng)d1=1 i1=vd/2r=vref/(4×2r) 當(dāng)d1=1 i1=0 當(dāng)d0=1 i0=vd/2r=vref/(8×2r) 當(dāng)d0=1 i0=0 vout=-iout1×rf 由此可見:隨著d3-d0的取值(0、1)的不同在運放輸出端可以得到不同的電壓量。如果用數(shù)字量來控制電子開關(guān)的通斷(1表示接通,0表示斷開) 例如:d3d2d1d0 vout 0000 0v 0001 1/24vref*rf/r 0010 2/24 vref*rf/r 0011 3/24 vref*rf/r 15/24 vref*rf/r 可見:在輸出端可得到與輸入數(shù)字量成正比的模擬電壓量。
a/d 轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器,或簡稱 adc,通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。 通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實際意義,僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn),比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度,通常用輸出的數(shù)字信號的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號的位數(shù)越多,表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號的能力越強,轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。
d/a轉(zhuǎn)換器的基本工作原理
d/a轉(zhuǎn)換器是計算機或其它數(shù)字系統(tǒng)與模擬量控制對象之間聯(lián)系的橋梁,它的任務(wù)是將離散的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化的模擬信號。在工業(yè)控制領(lǐng)域中,d/a轉(zhuǎn)換器是不可缺少的重要組成部分。
以下以一個四位的d/a轉(zhuǎn)換器說明d/a轉(zhuǎn)換器的工作原理: 當(dāng)d3=1 i3=vd/2r=vref/(1×2r) 當(dāng)d3=0 i3=0 當(dāng)d2=1 i2=vd/2r=vref/(2×2r) 當(dāng)d2=0 i2=0 當(dāng)d1=1 i1=vd/2r=vref/(4×2r) 當(dāng)d1=1 i1=0 當(dāng)d0=1 i0=vd/2r=vref/(8×2r) 當(dāng)d0=1 i0=0 vout=-iout1×rf 由此可見:隨著d3-d0的取值(0、1)的不同在運放輸出端可以得到不同的電壓量。如果用數(shù)字量來控制電子開關(guān)的通斷(1表示接通,0表示斷開) 例如:d3d2d1d0 vout 0000 0v 0001 1/24vref*rf/r 0010 2/24 vref*rf/r 0011 3/24 vref*rf/r 15/24 vref*rf/r 可見:在輸出端可得到與輸入數(shù)字量成正比的模擬電壓量。
ad轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)
ad轉(zhuǎn)換器的主要指標(biāo)如下。 (1)分辨率(resolution)。指數(shù)字量變化一個最小量時模擬信號的變化量,定義為滿刻度與2n的比值。分辨率又稱精度,通常以數(shù)字信號的位數(shù)來表示。 (2)轉(zhuǎn)換速率(conversion rate)。是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的ad轉(zhuǎn)換所需的時間的倒數(shù)。積分型ad的轉(zhuǎn)換時間是毫秒級屬低速ad,逐次比較型ad是微秒級屬中速ad,全并行/串并行型ad可達到納秒級。采樣時間則是另外一個概念,是指兩次轉(zhuǎn)換的間隔。為了保證轉(zhuǎn)換的正確完成,采樣速率(sample rate)必須小于或等于轉(zhuǎn)換速率。因此習(xí)慣上將轉(zhuǎn)換速率在數(shù)值上等同于采樣速率也是可以接受的。常用單位是ksps和msps,表示每秒采樣千/百萬次(kilo / million samples per second)。 ?。?)量化誤差(quantizing error)。由于ad的有限分辨率而引起的誤差,即有限分辨率ad的階梯狀轉(zhuǎn)移特性曲線與無限分辨率ad(理想ad)的轉(zhuǎn)移特性曲線(直線)之間的最大偏差。通常是1個或半個最小數(shù)字量的模擬變化量,表示為1lsb、1/2lsb。 ?。?)偏移誤差(offset error)。輸入信號為雷時輸出信號不為零的值,可外接電位器調(diào)至最小。 ?。?)滿刻度誤差(full scale error)。滿刻度輸出時對應(yīng)的輸入信號與理想輸入信號值之差。 ?。?)線性度(lineafity)。實際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移,不包括以上3種誤差。 ad的其他指標(biāo)還有絕對精度(absolute accuracy)、相對精度(relative accuracy)、微分非線性、單調(diào)性和無錯碼、總諧波失真(thd,total harmonic distotortion)和積分非線性等。 對于ad轉(zhuǎn)換器,選取的標(biāo)準(zhǔn)主要決定于采樣頻率和位數(shù),以及價格、供貨周期、應(yīng)用情況等其他因數(shù)。生產(chǎn)高速ad的主要廠家有ad公司、maxim公司以及ti公司(也就是bb公司)。這三家公司在高速ad上的產(chǎn)品種類不是很多,根據(jù)對各種ad芯片的查閱,選擇ti公司的ad轉(zhuǎn)換芯片ads5422。 ads5422是14bit的最高采樣頻率可達62msps的高速ad轉(zhuǎn)換芯片,采用單- 5v電源供電,在采樣頻率為10m時其最大動態(tài)范圍為82db,最高信噪比達到72db,其數(shù)字量輸出可以直接和5v或者3.3v的cmos芯片連接,模擬量輸入的峰峰值為4v,可以直接輸人0.5~4.5v的模擬量,封裝形式為64腳的扁平四方封裝,目前ti的官方報價為29美元/片(一次購買千片以上的單價)。國內(nèi)也有該芯片出售,國內(nèi)價格在300元左右。 14bit的ad轉(zhuǎn)換適應(yīng)信號的范圍為10lg(214)db=42db,基本上可以適應(yīng)各種應(yīng)用場合。ads5422的采樣頻率的大小由其輸人時鐘決定,輸入時鐘的范圍可以在16ns~1μs,輸人時鐘為16ns時對應(yīng)采樣頻率為62mhz,ad可以接受3v或者5v的ttl或者cm0s電平。dsp可以提供該時鐘信號,并且可以軟件設(shè)置輸人時鐘的各種特征量,包括時鐘頻率、高電平寬度等,基本上可以滿足ad5422對時鐘信號的要求。這里確定ad的實際采樣頻率為60mhz。這樣,一秒鐘內(nèi)采樣的數(shù)據(jù)量為50m個,由于dsp系統(tǒng)無法及時處理這些數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)處理之前,必須將這些數(shù)據(jù)保存起來,使用Πfo保存1m個數(shù)據(jù),也就是20ms內(nèi)的采樣數(shù)據(jù),1m個數(shù)據(jù)采集結(jié)束開始信號處理。由于高速ad采樣導(dǎo)致信號不穩(wěn)定,甚至出現(xiàn)錯誤。將設(shè)計多層板,加強布線的合理性,從電路板上盡可能去除干擾;其次提高算法的效率,節(jié)省計算時間。 和ads5422功能接近的其他型號的ad還有ad公司的ad9244。和ads5422相比,兩者數(shù)據(jù)位數(shù)都是14bit,在信噪比上兩者相近,時鐘輸入和操作方法相近,電源都是5v,輸出數(shù)字信號都可以和3.3v的芯片兼容;其主要優(yōu)點是功耗是ads5422的一半,500mw;其主要缺點是輸人模擬電壓峰峰值為ads5422的一半,只有2v。 ad公司其他的高速ad芯片還有ad6644,為其早期產(chǎn)品,操作方法和ads5422、ad9244不一樣,ad6644功耗達到1.3w。和ad9244相比,沒有什么優(yōu)點,ad9244是其替代產(chǎn)品。 高速ad的另外一個廠家maxim公司也有一批高速ad產(chǎn)品,但采樣頻率在40mhz以上沒有14bit數(shù)據(jù)的ad,其產(chǎn)品優(yōu)勢主要集中在中速ad上。
AD轉(zhuǎn)換器接口的設(shè)計方法
1、數(shù)據(jù)端口的設(shè)計 由于輸出端口為輸出口,所以在數(shù)據(jù)端口的設(shè)計時要遵守輸出要鎖存的設(shè)計原則,但對于d/a轉(zhuǎn)換器內(nèi)部具有鎖存器時,可以直接與數(shù)據(jù)總線相連。
數(shù)據(jù)端口的設(shè)計應(yīng)考慮d/a 轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分辨率,目前常見的d/a轉(zhuǎn)換器有:8位,10位、12 位,16位,當(dāng)分辨率大于總線寬度時,需要增加外部數(shù)據(jù)鎖存器,確保數(shù)據(jù)的同步。 mov ax,n out port1,al out port2,ah out port3,al 2、輸出周期設(shè)定 可用軟件定時或硬件定時中斷的方法實現(xiàn)輸出周期的控制。
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中模擬量的檢測方案_AD轉(zhuǎn)換器
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并行比較型AD轉(zhuǎn)換器的工作原理和優(yōu)點
并行比較型AD轉(zhuǎn)換器是模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)中速度最快的一種類型。其工作原理基于并行處理技術(shù),通過多個比較器同時工作,將輸入的模擬信號與多個參考電壓進行比...
2024-10-05 標(biāo)簽:adc模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD轉(zhuǎn)換器 1455 0
在電子系統(tǒng)中,模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,簡稱ADC或A/D轉(zhuǎn)換器)是至關(guān)重要的一環(huán),它負(fù)責(zé)將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換...
2024-10-05 標(biāo)簽:模擬信號數(shù)字信號AD轉(zhuǎn)換器 1301 0
如何在RZ/N2L RZ/T2M的PN代碼中增加其他驅(qū)動代碼呢?
當(dāng)前提供的PN代碼,無論是N2L平臺或T2M平臺,目前都只有IAR版本,并且不能直接調(diào)用FSP配置工具進行代碼生成(但是PN程序的Source Code...
2024-05-20 標(biāo)簽:交換機AD轉(zhuǎn)換器工業(yè)以太網(wǎng) 973 0
RZ/N2L SDRAM由CS2改為CS3相應(yīng)PN代碼修改方法演示
RZ/N2L是一種工業(yè)以太網(wǎng)通信用MPU,可輕松將網(wǎng)絡(luò)功能添加到工業(yè)設(shè)備中。它搭載支持TSN的三端口千兆以太網(wǎng)交換機和EtherCAT?從控制器
2024-04-25 標(biāo)簽:控制器以太網(wǎng)通信交換機 808 0
并行AD轉(zhuǎn)換器,也被稱為閃存式AD轉(zhuǎn)換器或閃速AD轉(zhuǎn)換器,是一種能夠同時處理多個模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的設(shè)備。這種類型的AD轉(zhuǎn)換器具有許多獨特的特...
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RA2A2提供多種電源結(jié)構(gòu)和電壓檢測硬件,可實現(xiàn)高能效、超低功耗運行(通常模式下低至100 μA/MHz,軟件待機模式下低至0.40 μA)。
2024-03-29 標(biāo)簽:mcu數(shù)字濾波器定時器 599 0
使用如ADI公司提供的高精度、低噪聲、高速A/D轉(zhuǎn)換器,例如用于ADMX3652模塊中的器件,這類芯片專為高分辨率測量系統(tǒng)設(shè)計,能夠滿足六位半電壓測量所...
2024-03-13 標(biāo)簽:adi共模抑制比AD轉(zhuǎn)換器 815 0
使用OVM6946和OV426設(shè)計內(nèi)窺鏡吧!
這四個型號區(qū)別不大,主要是尺寸,不帶M的直接一個CMOS,但是這樣的尺寸對鏡頭要求極高,那么帶M的就是自帶了鏡頭。另外46和48的CMOS價格差一半,然...
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基于RT-Thread測試NK-980 IoT開發(fā)板的ADC外設(shè)性能
標(biāo)簽:模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD轉(zhuǎn)換器RT-Thread 1560 0
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雙聲道輸入24位AD轉(zhuǎn)換器DP5340中文手冊立即下載
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瑞薩RA MCU家族推出全新的RA0系列,RA0E1產(chǎn)品組是入門級簡易MCU,具有出色的成本效益和超低功耗。
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Holtek深耕模擬信號處理器產(chǎn)品開發(fā),宣布新推出HT82V39A三通道CIS模擬信號處理器。
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簡易信號發(fā)生器的設(shè)計? 信號發(fā)生器是一種能夠產(chǎn)生可靠、標(biāo)準(zhǔn)化的交替電流、交流電壓和脈沖的電子設(shè)備。在電子測試和測量、頻率標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)等領(lǐng)域中,信號發(fā)生器都是...
隨著生活節(jié)奏的加快,工作壓力的加大,越來越多的人開始注重健身,如此一來,可穿戴健身追蹤設(shè)備就變得很流行。
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Modbus通訊協(xié)議4-20ma/0-10v轉(zhuǎn)RS485數(shù)字模擬信號隔離AD轉(zhuǎn)換模塊
YL121產(chǎn)品實現(xiàn)傳感器和主機之間的信號采集,用來檢測模擬信號。YL121系列產(chǎn)品可應(yīng)用在 RS-485總線工業(yè)自動化控制系統(tǒng),4-20mA / 0-5...
2022-05-18 標(biāo)簽:AD轉(zhuǎn)換器隔離AD轉(zhuǎn)換模塊 1398 0
模擬轉(zhuǎn)數(shù)字4-20mA轉(zhuǎn)rs-485/232總線I/O采集模塊帶隔離
模擬轉(zhuǎn)數(shù)字4-20mA轉(zhuǎn)rs-485/232總線I/O采集模塊帶隔離
2022-12-20 標(biāo)簽:傳感器RS-485AD轉(zhuǎn)換器 1472 0
24位SAR A/D轉(zhuǎn)換器具實現(xiàn)145dB動態(tài)范圍
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2022-08-26 標(biāo)簽:數(shù)字濾波器AD轉(zhuǎn)換器SPI接口 900 0
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