第9章数模和模数转换器

1、33 MHz33 MHz模拟信号到数字信号的转换称为模模拟信号到数字信号的转换称为模数转换，数转换，或称为或称为A/D（Analog to Digital）把实现把实现A/D转换的电路称为转换的电路称为A/D转换器转换器（Analog Digital Converter ADC）从数字信号到模拟信号的转换称为从数字信号到模拟信号的转换称为D/A（Digital to Analog）转换）转换把实现把实现D/A转换的电路称为转换的电路称为D/A转换器转换器（ Digital Analog Converter DAC）33 MHz 模模 拟拟 传感器传感器 A/D 转换器转换器 数字控制数字控制计

2、计 算算 机机 D/A 转换器转换器 模模 拟拟控制器控制器 工业生产过程控制对象工业生产过程控制对象 ADC和和DAC已成为计算机系统中不可缺少的接口电路已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。传感器传感器(温度、压力、温度、压力、流量、应力等）流量、应力等）计算机进行数字处理计算机进行数字处理（如计算、滤波）、（如计算、滤波）、数据保存等数据保存等用模拟量作用模拟量作为控制信号为控制信号33 MHzDAC网络网络DAC权电阻权电阻倒梯形电阻网络倒梯形电阻网络DACADC直接直接ADC间接间接ADC权电流型权电流型DAC权电容型权电容型DAC开关树型开关树型DAC输入输入/输出方式输出方式并行

3、并行串行串行33 MHzn位位数字量数字量模拟量模拟量05V或或010V等等DAC4位位8位位10位位11位位16位等位等33 MHz33 MHz33 MHz权电阻网络模拟开关求和放大器0i0VV0R,0i ,AAIOIV ，且且必必有有当当接接成成深深度度负负反反馈馈时时，为为理理想想放放大大器器，即即设设负负反反馈馈放放大大器器：一、电路结构和工作原理一、电路结构和工作原理33 MHz权电阻网络模拟开关求和放大器 点点流流向向时时，时时，iiiiI1d0I0dR2VIR2VIR2VIR2VIRVI0REF31REF22REF13REF0iREFi 权权电电流流：S3S0受数字受数字d3d0

4、控制。控制。33 MHz权电阻网络模拟开关求和放大器)d2d2d2d2(2V)dR2VdR2VdR2VdRV(R)IIII(RiRV001122334REF03REF12REF2REF3REFF0123FFO 输输出出电电压压：)d2d2d2d2(2V)dR2VdR2VdR2VdRV(R)IIII(RiRV001122334REF03REF12REF2REF3REFF0123FFO 输输出出电电压压：)d2d2d2d2(2V)dR2VdR2VdR2VdRV(R)IIII(RiRV001122334REF03REF12REF2REF3REFF0123FFO 输输出出电电压压：2RRFvO Di3

5、3 MHz vO Rf +VREF 2R D0 D1 D2 D3 S0 S1 S2 S3 i 2R 2R 2R (LSB) (MSB) 8I 16I4I 2I I 2R + R R R I/16 I/8 I/4 I/2 Di=0, Si则将电阻则将电阻2R接地接地Di=1, Si接运算放大器反相端，电流接运算放大器反相端，电流Ii流入求和电路流入求和电路 电阻网络电阻网络模拟电子开关模拟电子开关求和运算放大器求和运算放大器输输出出模模拟拟电电压压输入输入4位二进制数位二进制数 根据运放线性运用时虚地的概念可知，无论模拟开关根据运放线性运用时虚地的概念可知，无论模拟开关Si处于何种位置，与处于何

6、种位置，与Si相连的相连的2R电阻将接电阻将接“地地” 或虚地或虚地。 1、原理电路、原理电路33 MHz基准电源基准电源VREF提供的总电流为：提供的总电流为：I =？流过各开关支路的电流：流过各开关支路的电流：I3 =？I2 =？ I1 =？ I0 =？ 2R 2R 2R 2R 2R R R R VREF I A B C D A B C D RVIREF I/4I/8I/16RRRRI/2I/4I/8I/16I/2I3I2I1I0流入每个流入每个2R电阻的电流从高位到低位按电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。的整数倍递减。33 MHz (LSB) D2 D3 (MSB) i Rf O

7、D0 D1 S0 S1 S2 S3 2R 2R 2R 2R 2R R R R +VREF + A II2I1I0I3流入运放的总电流：流入运放的总电流： 012343212222IIIIDDDDi I0 0 + I1 1 + I2 2 + I3 3REF01234321()2222VDDDDR3REFi40(2 )2iiVDR(P-461)33 MHz (LSB) D2 D3 (MSB) i Rf O D0 D1 S0 S1 S2 S3 2R 2R 2R 2R 2R R R R +VREF + A II2I1I0I3输出模拟电压：输出模拟电压： Ofi R 3ifREFi40(2 )2iRVD

8、R 33 MHz4 位倒位倒T形电阻网络形电阻网络DAC的的输出模拟电压输出模拟电压： Ofi R3ifREFi40(2 )2iRVDR 推广到推广到 n 位倒位倒T形电阻网络形电阻网络DAC,有：有： n 1iREFfOin0(2 )2iVRDR 上式表明，在电路中输入的每一个二进制数上式表明，在电路中输入的每一个二进制数NB，均能得到与之成正比的模拟电压输出，均能得到与之成正比的模拟电压输出vo。 若若Rf=R，并代入上式，并代入上式， 则有则有P-461 式式(9.2.5)33 MHz)5 . 2 . 9()2d2d.2d02d(2V,RR)2d2d.2d2d(RR2V00112n2n1

9、n1nnREFf00112n2n1n1nfnREF ov则则有有当当ov33 MHz为提高为提高D/A转换器的转换器的精度，对电路参数的要求：精度，对电路参数的要求： (1)基准电压稳定性好；基准电压稳定性好；(2) 倒倒T形电阻网络中形电阻网络中R和和2R电阻比值的精度要高；电阻比值的精度要高；(3) 每个模拟开关的开关电压降要相等每个模拟开关的开关电压降要相等(4)为实现电流从高位到低位按为实现电流从高位到低位按2的整数倍递减，模拟开关的整数倍递减，模拟开关的导通电阻也相应地按的导通电阻也相应地按2的整数倍递增。的整数倍递增。为进一步提高为进一步提高D/A转换器的精度，可采用权电流型转换器

10、的精度，可采用权电流型D/A转换器。转换器。 33 MHz33 MHzD/A*将符号位反相后接至高位输入将符号位反相后接至高位输入*将输出偏移使输入为将输出偏移使输入为100时，输出为时，输出为0133 MHzV4V100V7V111V1V001V0V000ddd)2d2d2d(28VV8V.1OOOO0120011223OREF 则则则则*将符号位反相后接至高位输入将符号位反相后接至高位输入*将输出偏移使输入为将输出偏移使输入为100时，输出为时，输出为0即即可可只只需需令令时时，输输入入时时，使使输输入入偏偏移移R2V2IRViIR2V2Ii1000V100,V4. 2REFBBBREFO

11、 33 MHz1. 转换精度转换精度 ：通常用分辨率和转换误差来描述。：通常用分辨率和转换误差来描述。 分辨率：分辨率：其定义为其定义为D/A转换器模拟输出电压可能被分离的转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。实际应用中往往用输入数字量的位数表示等级数。实际应用中往往用输入数字量的位数表示D/A转转换器的分辨率。换器的分辨率。 分辨率也可以用能分辨的最小输出电压与最大输出电压分辨率也可以用能分辨的最小输出电压与最大输出电压之比给出。之比给出。n位位D/A转换器的分辨率可表示为转换器的分辨率可表示为121n33 MHz 转换误差：转换误差是指转换误差：转换误差是指D/A转换器实际精度与理转换器实

12、际精度与理论上可达到的精度之间存在误差论上可达到的精度之间存在误差。33 MHz 集成集成D/D/A A转换器转换器AD7520AD7520的管脚及内的管脚及内部电路如图所示，它是部电路如图所示，它是1010位倒位倒T T型电阻型电阻网络网络D/AD/A转换器。转换器。)2d2d.2d2d(2V,10n,RR)2d2d.2d2d(RR2V0011889910REFf00112n2n1n1nfnREF ov故故有有电电路路中中ovAD7520也叫也叫CB7520,须外加运算放大器须外加运算放大器,运算放大器的反运算放大器的反馈电阻可以使用内设的馈电阻可以使用内设的,也可以另选反馈电阻接到也可以另

13、选反馈电阻接到1端和端和vo之间之间。33 MHz输入的数字量与输出的模拟量之间的关系如表输入的数字量与输出的模拟量之间的关系如表9.1.19.1.1所示。所示。33 MHz 33 MHzDAC 0832 管脚图管脚图CSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3VCCVREFRf bDGNDILEXFERIout2Iout11234567891019181716151413121120CS：片选端：片选端WR1、WR2：写入端：写入端D7-D0：数据输入端：数据输入端XFER：转移控制端：转移控制端ILE：锁存使能端：锁存使能端Iout2Iout1：电流输出端：电流输出端VREF：

14、参考电压端：参考电压端Rf b：内部反馈电：内部反馈电 阻输出端阻输出端33 MHz33 MHzn 1iREFfOin0(2 )2iVRDR REFREFnnVV102410232120 1D/A转换器如图所示。试问：转换器如图所示。试问： (1) 这是那种类型的这是那种类型的D/A转换器，写出转换器，写出vo的表达式；当的表达式；当Rf R时时， vo的表的表 达式又如何？达式又如何？ (2)试求输出电压的取值范围和分辨率。试求输出电压的取值范围和分辨率。 (3)若要求电路输入数字量为若要求电路输入数字量为200H时输出电压时输出电压Vo=5V，试问，试问VREF应取何值？应取何值？ D0

15、D1 D8 D9 (MSB) (LSB) Rf=R O + 2R 2R 2R R R R VREF 2R 10231121 n分分辨辨率率33 MHzADCDnD0输出数字量输出数字量I输入模拟电压输入模拟电压1. A/D功能功能:A/D转换器概述转换器概述33 MHz33 MHz 并联比较型（直接型：并联比较型（直接型：V V D D） 特点特点: 转换速度快转换速度快,转换时间转换时间 10ns 1 s, 但但电路复杂。电路复杂。 逐次逼近型（直接型：逐次逼近型（直接型：V V D D） 特点特点: 转换速度适中转换速度适中,转换时间转换时间 为几为几 s 100 s, 转换精度转换精度

16、高，在转换速度和硬件复杂度之间达到一个很好的平衡高，在转换速度和硬件复杂度之间达到一个很好的平衡。 双积分型（间接型：双积分型（间接型：V -T V -T 转换型转换型 ） 特点特点: 转换速度慢转换速度慢,转换时间转换时间 几百几百 s 几几ms,但抗干扰能力但抗干扰能力 最强。最强。33 MHz1. 1. 取样与保持取样与保持 0 0 0 S(t) I (t) t t t TS O (t) O(t) I(t) T G S(t) 采样是将随时间连续变化的模采样是将随时间连续变化的模拟量转换为在时间离散的模拟量拟量转换为在时间离散的模拟量。 采样信号采样信号S(t)的频率愈高，所采的频率愈高，

17、所采得信号经低通滤波器后愈能真实得信号经低通滤波器后愈能真实地复现输入信号。合理的采样频地复现输入信号。合理的采样频率由采样定理确定率由采样定理确定。 采样定理：采样定理：设采样信号设采样信号S(t)的频的频率为率为fs，输入模拟信号，输入模拟信号vI(t)的最的最高频率分量的频率为高频率分量的频率为fimax，则则 fs 2fimax(9.3.1)33 MHz t t t6 t5 t4 t3 t2 t1 t0 0 电路要求：电路要求：AV1 AV2= 1， A1 的的Ri 高，高，A2 的的Ri 高，高，A2 的的Ro低低采样采样 I A1 A2 S CH 开开 关关 驱驱 动动电电 路路

18、采采 样样 保保 持持 控控 制制 电电 路路 O 不能放电不能放电保持保持 （1）电路及工作原理）电路及工作原理 要将取样电路每次采得模拟信号转换为数字信号都需要一要将取样电路每次采得模拟信号转换为数字信号都需要一定时间，为了给后续的量化编码过程提供一个稳定的值，在取定时间，为了给后续的量化编码过程提供一个稳定的值，在取样电路后要保加持电路，将所采样的模拟信号保持一段时间。样电路后要保加持电路，将所采样的模拟信号保持一段时间。取样与保持过程往往是通过采样与保持电路同时完成的。取样与保持过程往往是通过采样与保持电路同时完成的。 33 MHz 为将模拟信号转换为数字量，在为将模拟信号转换为数字量

19、，在A/DA/D转换过程中，必转换过程中，必须将采样须将采样保持电路的输出电量保持电路的输出电量，按某种近似方式归化到，按某种近似方式归化到与之相应的离散电平上。这一转化过程我们称为数值量化，与之相应的离散电平上。这一转化过程我们称为数值量化，简称简称量化量化。量化后的数值最后还需通过编码过程用一个代码表示出来。量化后的数值最后还需通过编码过程用一个代码表示出来。经编码后得到的代码就是经编码后得到的代码就是A/DA/D转换器输出的数字量。转换器输出的数字量。 9.2.1 A/D转换的一般工作过程转换的一般工作过程量化量化编码编码任何一个数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的任何一个数字量的

20、大小只能是某个规定的最小数量单位的 整数倍。整数倍。33 MHz量化过程中所取最小数量单位称为量化过程中所取最小数量单位称为量化单位量化单位用用 表示。它表示。它是数字信号最低位为是数字信号最低位为1 1时所对应的模拟量，即时所对应的模拟量，即1LSB1LSB。任何一。任何一个数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的整数倍。个数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的整数倍。在量化过程中由于采样电压不一定能被在量化过程中由于采样电压不一定能被 整除，所以量化整除，所以量化前后不可避免地存在误差，此误差我们称之为前后不可避免地存在误差，此误差我们称之为量化误差量化误差，用用 表示。表示。量化误

21、差属原理误差，它是无法消除的。量化误差属原理误差，它是无法消除的。A/D转换器的位转换器的位数越多，各离散电平之间的差值越小，量化误差越小。数越多，各离散电平之间的差值越小，量化误差越小。 两种近似量化方式：只舍不入量化方式和四舍五入的量两种近似量化方式：只舍不入量化方式和四舍五入的量化方式。化方式。 33 MHz只舍不入量化方式只舍不入量化方式: :量化中把不足量化中把不足1 1个量化单位的部分舍弃；个量化单位的部分舍弃；最大量化误差为：最大量化误差为：LSB1max 四舍五入量化方式四舍五入量化方式: :量化过程将不足半个量化单位部分舍弃，对于等于量化过程将不足半个量化单位部分舍弃，对于等

22、于或大于半个量化单位部分按一个量化单位处理。其最大量化误差为：最大或大于半个量化单位部分按一个量化单位处理。其最大量化误差为：最大量化误差为量化误差为2LSBmax V8701VV86V85V84V83V82V811111101011000110100010000=0 v7=7/8 v6=6/8 v5=5/8 v4=4/8 v3=3/8 v2=2/8 v1=1/8 v输入信号输入信号编码编码模拟电平模拟电平01VV1513V1511V159V157V155V153V151110101100011010001000输入信号输入信号编码编码模拟电平模拟电平0=0 v1=2/15 v2=4/15 v

23、3=6/15 v4=8/15 v5=10/15 v6=12/15 v7=14/15 v11133 MHz R I VREF VREF 13 15 R CP VREF 11 15 R R R VREF 3 15 VREF 1 15 R R R/2 + C7 + C6 + C5 + C4 + C3 + C2 + C1 C07 C06 C05 C04 C03 C02 C01 1D C1 Q7 1D C1 Q6 1D C1 Q5 1D C1 Q4 1D C1 Q3 1D C1 Q2 1D C1 Q1 d2 d1 d0 代代码码转转换换电电路路 (MS B)D0 (LS B)0 电压比较器电压比较器输入

24、模输入模拟电压拟电压精密电阻精密电阻分压电路分压电路精密参精密参考电压考电压D触发器触发器VREF/153VREF/157VREF/159VREF/1511VREF/155VREF/1513VREF/15输输出出数数字字量量9.3.3 直接型直接型A/D转换器转换器P-481把输入的模拟电压直接把输入的模拟电压直接转换成输出的数字量转换成输出的数字量,不不经过中间量。经过中间量。33 MHz R I VR E F VR E F 1 3 1 5 R C P VR E F 1 1 1 5 R R R VR E F 3 1 5 VR E F 1 1 5 R R R /2 + C7 + C6 + C5

25、 + C4 + C3 + C2 + C1 C0 7 C0 6 C0 5 C0 4 C0 3 C0 2 C0 1 1 D C 1 Q7 1 D C 1 Q6 1 D C 1 Q5 1 D C 1 Q4 1 D C 1 Q3 1 D C 1 Q2 1 D C 1 Q1 d2 d1 d0 (M S B)D0 (L S B )0 代代码码转转换换电电路路 11VREF/159VREF/1513VREF/157VREF/153VREF/15VREF/155VREF/15VI=8VREF/1511110000001111100vivO33 MHz代码转换电路与寄存器输出的关系：代码转换电路与寄存器输出的关

26、系：d2 = Q42461QQQd 12345670QQQQQQQd 当当Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1=0001111则则 d2 d1 d0 =10033 MHz vI Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 d2 d1 d0 7VREF/15 vI 9VREF/15 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 9VREF/15 vI 11VREF/15 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 5VREF/15 vI 7VREF/15 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 3VREF /15 vI 5VREF/15 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 11VREF/15 vI 13VR/1

27、5 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 13VREF/15 vI VREF/15 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 VREF/15 vI 3VREF/15 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 vI VREF/15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 根据各比较器的参考电压值，可以确定输入模拟电压值根据各比较器的参考电压值，可以确定输入模拟电压值与各比较器输出状态的关系。比较器的输出状态由与各比较器输出状态的关系。比较器的输出状态由D D触发器触发器存储，经代码转换电路转换，得到数字量输出。存储，经代码转换电路转换，得到数字量输出。 P-48233 MHz在并行在并行A/D

28、A/D转换器中，输入电压转换器中，输入电压 I I同时加到所有比较同时加到所有比较器的输入端，从器的输入端，从VI I加入到三位数字量稳定输出所经历加入到三位数字量稳定输出所经历的时间为比较器、的时间为比较器、D D触发器和编码器延迟时间之和。如触发器和编码器延迟时间之和。如不考虑各器件的延迟，可认为三位数字量是与不考虑各器件的延迟，可认为三位数字量是与 I I输入输入时刻同时获得的。所以它具有最短的转换时间。时刻同时获得的。所以它具有最短的转换时间。 缺点是电路复杂，如三位缺点是电路复杂，如三位ADCADC需比较器的个数目为需比较器的个数目为7 7个个位数越多矛盾越突出。位数越多矛盾越突出。

29、单片集成并行比较型单片集成并行比较型A/DA/D转换器的产品很多，如转换器的产品很多，如ADAD公司的公司的AD9012 (TTLAD9012 (TTL工艺工艺8 8位位) )、AD9002 (ECLAD9002 (ECL工艺，工艺，8 8位位) )、AD9020 (TTLAD9020 (TTL工艺，工艺，1010位位) )等。等。 33 MHz！简单！简单！慢！慢CLKnT12）最最多多需需要要（ 1、计数型、计数型 基本原理：取一个基本原理：取一个“D”加到加到DAC上，得到模拟输出上，得到模拟输出电压，将该值与输入电压比较，如两者不等，则调整电压，将该值与输入电压比较，如两者不等，则调整

30、D的的大小，到相等为止，则大小，到相等为止，则D为所求值。为所求值。33 MHz逐次逼近转换过程与用天平称物重非常相似逐次逼近转换过程与用天平称物重非常相似 。所加砝码所加砝码重量重量第一次第一次第二次第二次第三次第三次第四次第四次再加再加4克克再加再加2克克再加再加1克克8 克克砝码总重砝码总重 待测重量待测重量Wx ，8克砝码保留克砝码保留砝码总重仍砝码总重仍 待测重量待测重量Wx ， 2克砝码撤除克砝码撤除砝码总重砝码总重 待测重量待测重量Wx ， 1克砝码保留克砝码保留 结果结果8 克克12 克克12 克克13 克克 （1）. 转换原理转换原理 所用砝码重量：所用砝码重量：8克克、4克

31、克、2克克和和1克。克。设待秤重量设待秤重量Wx = 13克。克。称重过程称重过程 33 MHz10000000 7.50000 6.2500 6.8750 6.5625 6.71875 6.796875 6.835937 0.00 5.0000 10s CP 启启动动脉脉冲冲 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 O V 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 转转换换时时间间 = 80 s t /s vA=6.84VVREF=10V1 10 01 10 01 11 11 11 1 逐次比较型逐次比较型A/D转换器转换器33 MHz控制逻辑控制逻辑电电 路路数码寄存器数码寄存器D/

32、A转换器转换器电电 压压比较器比较器输出输出控制控制33 MHz0 0 0 11 0 0 0 03位：5个CLKN位: ( n+2)个CLK1000 1 0 0 021D/A转换器输出电压转换器输出电压vO VREF/2, 送入比较器送入比较器C与与vI比较；若比较；若vI vo则比较器则比较器C 输出输出vB为为0，否则为，否则为1。比较结果（。比较结果（1或或0）送至数据寄存器的）送至数据寄存器的 D4D1。 110 0 1 0 033 MHz 1、 逐次比较型逐次比较型A/D转换器输出数字量的位数越转换器输出数字量的位数越多转换精度越高；多转换精度越高； 2、逐次比较型逐次比较型A/D转

33、换器完成一次转换所需时间转换器完成一次转换所需时间为为（n+2）CP，与其位数与其位数n和时钟脉冲频率有关，位和时钟脉冲频率有关，位数愈少，时钟频率越高，转换所需时间越短数愈少，时钟频率越高，转换所需时间越短； 逐次比较型逐次比较型A/D转换器转换器33 MHz0N v0I iRiiI12v tdRC1tdiC1I2OvvvC tRCd1IOvv33 MHz tRCd1IOvvtRCVI 33 MHz1、双积分式双积分式A/D转换器的基本指导思想转换器的基本指导思想 对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间

34、隔，然后利用时入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用时钟脉冲和计数器测出此时间间隔，进而得到相应的数字量钟脉冲和计数器测出此时间间隔，进而得到相应的数字量输出。该输出。该A/DA/D转换器也称为转换器也称为电压时间数字电压时间数字式积分器式积分器 。33 MHzIOT0I1IOI11I10LVVVRCTdtRVC1VTTVS)S(,1V.2.11 所所以以不不变变期期间间的的积积分分，积积分分器器作作固固定定时时间间第第一一步步，断断开开转转换换开开始始起起始始状状态态：计计数数器器清清零零v1、起始状态：计数器清零。、起始状态：计数器清零。2、VL=1，转换开始，转换开始, （S0

35、断开）。断开）。第一步，第一步，S1接通接通VI,积分器积分器作固定时间作固定时间T1的积分的积分,VI保保持不变。持不变。vo VI33 MHzIREFIREFITREFOOREFVTTTRCTRCVTRCdtRVCVSvvvvv12121010102积分器作反相积分，至第二步：,VVTTfTD)f1T(fTIREFC1C2CCC2 则则脉脉冲冲计计数数，频频率率期期间间用用固固定定的的令令计计数数器器在在T2 vI结论：结论： 输出数字输出数字D正比于模拟输入正比于模拟输入vI,VVTTfTD)f1T(fTIREFC1C2CCC2 则则脉脉冲冲计计数数，频频率率期期间间用用固固定定的的令令

36、计计数数器器在在IREF121I2REF1IT0REFOOREFIVTTTRCTRCV0TRCdtRVC10VS2vvvvv 积积分分器器作作反反相相积积分分，至至第第二二步步：33 MHzIREFCIREFCCVVNDNTTVVTTfTD112若 定时积分定时积分，(计数器设定计数器设定) 定值积分定值积分，(T2 vO)33 MHzIREFnCnVVDTT221，若33 MHz优点：优点：1.由于转换结果与时间常数由于转换结果与时间常数RC无关，从而消除了积分非线无关，从而消除了积分非线 性带来的误差。性带来的误差。2.由于双积分由于双积分A/D转换器在转换器在T1时间内采的是输入电压的平

37、均值，时间内采的是输入电压的平均值，因此具有很强的抗工频干扰的能力。因此具有很强的抗工频干扰的能力。 3.对时钟源对时钟源稳定性要求不高稳定性要求不高，只要时钟源在一个转换周期时，只要时钟源在一个转换周期时间内保持稳定即可。间内保持稳定即可。33 MHz 单片集成单片集成A/DA/D转换器的转换精度是用分辨率和转换误差来转换器的转换精度是用分辨率和转换误差来描述的描述的。 分辨率分辨率: :说明说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。转换器对输入信号的分辨能力。以输出二进制以输出二进制(或十进制或十进制)数的位数表示数的位数表示; 转换误差：转换误差： 表示表示A/D转换器实际输出的数字量和理论

38、上的输转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。通常以输出误差的最大值出数字量之间的差别。通常以输出误差的最大值形式给出，常用最低有效位的倍数表示，形式给出，常用最低有效位的倍数表示，例如转换误差例如转换误差 (1/2)LSB。 1211n 最大数对应的电压最大数对应的电压对应的电压对应的电压最低位为最低位为分辨率分辨率33 MHz 指指A/D转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得到转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间。稳定的数字信号所经过的时间。 A/D转换器的转换时间与转换器的转换时间与转换电路的类型有关转换电路的类型有关并行比较并行比较A/D转换器的转换速度最高转换器的转换速度最高 ,逐次比较型逐次比较型A/D转换器次之转换器次之 ,间接间接A/D转换器转换器(如双积分如双积分A/D)的速度最慢。的速度最慢。 并行比较并行比较A/D转换器转换器(8位）位） 逐次比较型逐次比较型A/D转换器转换器 间接间接A/D转换器转换器1050 s50ns10ms1000ms33 MHz 例：某信号采集系统要求用一片例：某信号采集系统要求用一片A/D转换集成芯片在转换集成芯片在1秒秒钟内对钟内对16个热电偶的输出电压分时进行个热电偶的输出电压分时进行A/D转换。已知热电偶转换。已知热电偶输出电压范围为输出电压范围为00.025V(对应