第五章 电压的测量_part3_adc_dac.ppt

电子测量原理 电压的测量 模数转换器 3 转换误差它表示A D转换器实际输出的数字量和理论上输出的数字量之间的差别 常用最低有效位的倍数表示 例如 转换误差 就表明实际输出的数字量和理论上应得到的输出数字量之间的误差小于最低位的半个字 例 某信号采集系统要求用一片A D转换集成芯片在1s内对16个热电偶的输出电压分数进行A D转换 已知热电偶输出电压范围为0 25mV 对应于0 450 温度范围 需分辨的温度为0 1 试问应选择几位的A D转换器 其转换时间为多少 解 分辨率 12位ADC的分辨率 故需选用13位A D转换器 转换时间 知识的综合 ADC的取样率的选取 理论VS实践 ADC的驱动 基本电路原理 ADC的电路设计 还是地线问题 知识的综合 ADC的取样率的选取 理论VS实践 ADC的驱动 基本电路原理 ADC的电路设计 还是地线问题 ADC的取样率的选取 基本原则 尽量选择较高的频率 抗混叠滤波器 电压缓冲器 ADC 原因 1 没有理想的抗混叠滤波器 2 LPF通常会引入不同程度的相位误差 3 为信号的数字处理提供足够的信息量 ADC的取样率的选取 如何选取抗混叠滤波器 将不关心的频率成分衰减到ADC的分辨率之下 也即 幅度衰减到1LSB以内 使得ADC很难 认出 高频信号 例如 采用12bit分辨的ADC 取样频率为10KHz 则抗混叠滤波在5KHz处的信号衰减能力要能达到1 4096 表示为dB格式 提高取样率之后 例如 采用12bit分辨的ADC 取样频率为10KHz 则抗混叠滤波在5KHz处的信号衰减能力要能达到1 4096 1 如果关心的信号成分出现在接近5KHz的位置 将使得滤波器设计很困难 2 如果将取样频率提高100KHz 则很容易使得滤波器在5KHz处的信号衰减到1 4096以下 从而使得5KHz附近的信号顺利通过 提高取样率之后 较简单的滤波器结构可以保证较小的信号幅度 相位失真 将高速取样后的量化数据进行 性能更加理想 的数字滤波 获得最终所需要的频段内的信号 现代的硬件性能足以支持你的设计思想 合理选择ADC 系统设计精度决定位数 分辨率 所关心的最高频率成分决定取样率 ADC的速度等级 主控芯片的类型决定ADC的接口类型 海选 再选 备选 定型 著名生产商 推荐几个芯片 LTC2366Features12 BitResolution1Msps 3MspsSamplingRatesLowNoise 73dBSNRLowPowerDissipation 6mWSingleSupply2 35Vto3 6VOperationNoDataLatencySleepModewith0 1 ATypicalSupplyCurrentDedicatedExternalReference TSOT23 8 1Vto3 6VDigitalOutputSupply TSOT23 8 SPI MICROWIRECompatibleSerialI OGuaranteedOperationfrom 40 Cto125 C6 and8 LeadTSOT 23Packages LTC2366 LTC2366 LTC2366 AD7866 AD7866 想练成真功夫么 ADC的驱动 ADC的驱动 ADC的驱动 1 足够低的输出阻抗 让ADC看到真实的电压幅度 2 足够的响应速度 让ADC即刻出发 学会使用OPAv uSSkewRate ADC的电路设计 电子工程师永远的痛 归根结底就是地线问题 不要让数字地线电流窜到模拟回路中 不要轻易的对地线实施 割腕 手术 AD7866 PCB TOP AD7866 PCB BOTM ADI TEC Papers ADI TEC PAPERS 用事实说话 ADC的电源退耦 如何退耦 VIA也很重要 记住这个电路结构 典型的差分放大器 实际的差分放大器 叠加原理 简单化简 突出信号特征 Cf 稳定OPA的频率特性 Cr 稳定参考电压 Rf Rg 回路放大倍数 R 2R基本特性 电路分析 叠加原理 线性非时变系统 总效果等效于独立源独立存在时的独立效果的代数和 R 2R基本特性分析 R 2R型电阻网络DAC的戴维南等效电路 Iout1 I0 I1 I2 I9 根据虚断有 如何正确得到 1 2 Vref 还是基本原理