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              教你怎樣選擇A/D芯片

              來源:http://www.gdcwbegumpet.com/ │ 發表時間:2019-09-23 | 瀏覽數:載入中...

              A/D器件和芯片是實現單片機數據采集的常用outer ring器件。A/D轉換器的品種繁多、性能各異,在設計數據采集系統時,起先碰到的就是如何選擇符合的A/D轉換器以達到系統設計要求的問題。選擇A/D轉換器件需要考慮器件本身的品質和應用的場合要求,基本上,可以根據以下幾個方面的指標選擇一個A/D器件。

              1、A/D轉換器位數

              A/D轉換器位數的明確,應該從數據采集系統的靜態精度和動態平滑性這兩個方面進行考慮。從靜態精度方面來說,要考慮輸入信號的原始誤差傳遞到輸出所產生的誤差,它是模擬信號數字化時產生誤差的主要部分。

              量化誤差與A/D轉換器位數有關。一般把8位以下的A/D轉換器歸為低分辨率A/D轉換器,9~12位的稱為中分辨率轉換器,13位以上的稱為高分辨率轉換器。10位A/D芯片以下誤差較大,11位以上對減小誤差并無太大貢獻,但對A/D轉換器的要求卻提得過高。因此,取10位或11位是符合的。

              由于模擬信號先經過測量裝置,再經A/D轉換器轉換后才進行處理,因此,總的誤差是由測量誤差和量化誤差共同構成的。A/D轉換器的精度應與測量裝置的精度相匹配。也就是說,一方面要求量化誤差在總誤差中所占的比重要小,使它不顯著地擴大測量誤;另一方面須根據目前測量裝置的精度水平,對A/D轉換器的位數提出恰當的要求。

              目前,大多數測量裝置的精度值不小于0.1%~0.5%,故A/D轉換器的精度取0.05%~0.1%就可,相應的二進制碼為10~11位,加上符號位,即為11~12位。當有額外的應用時,A/D轉換器要求較多的位數,這時往往可采用雙精度的轉換方案。

              2、A/D轉換器的轉換速率

              A/D轉換器從啟動轉換到轉換結束,輸出穩定的數字量,需要轉換時間。轉換時間的倒數就是每秒鐘能完成的轉換次數,稱為轉換速率。

              明確A/D轉換器的轉換速率時,應考慮系統的采樣速率。例如,如果用轉換時間為100us的A/D轉換器,則其轉換速率為10KHz。根據采樣定理和實際需要,一個周期的波形需采10個樣點,那么這樣的A/D轉換器較高也只有處理頻率為1KHz的模擬信號。把轉換時間減小,信號頻率可升高。

              對一般的單片機而言,要在采樣時間內完成A/D轉換以外的工作,如讀數據、再啟動、存數據、重復計數等已經比較困難了。

              3、采樣/保持器

              采集直流和變化比較緩慢的模擬信號時可不用采樣保持器。對于其他模擬信號一般都要加采樣保持器。如果信號頻率不高,A/D轉換器的轉換時間短,即采樣高速A/D時,也可不用采樣/保持器。

               4、A/D轉換器量程

               A/D轉換時需要的是雙極性的,有時是單極性的。輸入信號較小值有的從0開始,也有從非零開始的。有的轉換器提供了不同量程的引腳,只有正確使用,才能保證轉換精度。

               在使用中,影響A/D轉換器量程的因素有:

               量程變換和雙極性偏置

               雙基準電壓

               A/D轉換器里面比較器輸入端的正確使用

               5、滿刻度誤差

              滿度輸出時對應的輸入信號與理想輸入信號值之差。

              6、線性度

               實際轉換器的轉移函數與理想直線的較大偏移。


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