这个阶段由于AD芯片的不同,其实现原理决定了这个ADC的类型

  • 栏目:公司新闻 时间:2020-10-06 10:55
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这个阶段因为AD芯片的不同,其完成原理决议了这个ADC的类型

文 Edward

模仿信号转成数字信号需求通过采样-坚持-量化-编码这四个进程。下面逐个来剖析这四个进程。

采样:采样要满意采样定理,采样定理是美国电信工程师H.奈奎斯特在1928年提出的,在数字信号处理领域中,采样定理是接连时刻信号">

坚持:采样坚持电路由模仿开关、存储元件和缓冲扩大器A组成。在采样时刻,加到模仿开关上的数字信号为低电平,此刻模仿开关被接通,使存储元件两头的电压UB随被采样信号UA改变。当采样距离停止时,D变为高电平,模仿开关断开,UB则坚持在断开瞬间的值不变。缓冲扩大器的作用是扩大采样信号,它在电路中的衔接方法有两种根本类型:一种是将信号先扩大再存储,另一是先存储再扩大。对抱负的采样坚持电路,要求开关没有偏移并能随操控信号快速动作,断开的阻抗要无限大,一起还要求存储元件的电压能无推迟地盯梢模仿信号的电压,并可在恣意长的时刻内坚持数值不变。采样坚持的波形如图3-4所示。

这个阶段因为AD芯片的不同,其完成原理决议了这个ADC的类型

图3-4 采样坚持电路的输出随输入改变的波形图

采样后,还需求对采样信号进行量化。为什么量化呢?就算是通过采样,采样点的值依旧是模仿信号自身的值,该多少是多少,没有改变,那么多的值,而且还有或许各不相同,那处理起来同样是很困难啊。为了把无限多个值,变成有限个值,就需求用量化这个技能了。

假如是N位ADC,则把信号起伏值进行2^N次均匀切割,采样点落入哪个区间,就取这个区间所对应的二进制值这么做就完成了无限个值变成有限个值的意图了。如图3-5所示。

这个阶段因为AD芯片的不同,其完成原理决议了这个ADC的类型

上述的采样和量化两个阶段,实际上别离是将时刻接连,起伏接连的模仿信号,进时刻离散切割,起伏离散切割。到此刻,模仿信号实际上还没有变成数字信号,仅仅变成了在时刻上和起伏上离散的信号,而正真数字化是在编码阶段进行的。

编码:编码实际上是将量化电路输出的情况转成特定的二进制编码,在进行输出,这个阶段因为AD芯片的不同,输出的编码格局或许有差异。

再来看量化电路,量化电路实际上是将一个电压进行2^N次切割的电路。2^N次切割,这个数量或许有点多,不利于剖析。先来看一个简化模型,假如要将一个电压信号量化成大于2.5V和小于等于2.5V的两个情况,应该怎么做?这儿想到了比较器电路,只需将比较器的反向参阅电压设置为2.5V,那么当输入电压大于2.5V时,比较器输出高电平,低于2.5V比较器输出低电平。尽管量化的情况只要两种,但实际上确实是完成了量化的意图。那么请再考虑一下,假如要将5V量化成4种情况,以1.25V为一个量化档位,那该怎么做呢?那就需求用到三个比较器,而且别离设置不同的参阅电压。如图3-6所示。

这个阶段因为AD芯片的不同,其完成原理决议了这个ADC的类型

剖析图3-6的电路,咱们不难得出输入与输出的情况。

这个阶段因为AD芯片的不同,其完成原理决议了这个ADC的类型

由此再来做个思维试验,假设有N个比较器单元,每个比较器单元的参阅电压为

这个阶段因为AD芯片的不同,其完成原理决议了这个ADC的类型

那就能够将输入电压分红N种情况,即量化N个值,以上便是一种前期的并行比较AD的原理。

这个阶段因为AD芯片的不同,其完成原理决议了这个ADC的类型

即为此ADC的参阅电压。

量化电路其实是对接连的模仿信号在起伏维度上的离散化进程,一个量化电路是ADC内部最中心的部分,其完成原理决议了这个ADC的类型。以上是并行比较ADC的原理,并行比较型A/D转化器由电阻分压器、电压比较器、数码寄存器及编码器4个部分组成。这种A/D转化器最大的长处是转化速度快,其转化时刻只受电路传输推迟时刻的约束,最快能到达低于20ns。缺陷是跟着输出二进制位数的添加,器材数目按几何级数添加。一个n位的转化器,需求2n-1个比较器。例如,n=8时,需求2^8-1=255个比较器。因而,制作高分辨率的集成并行A/D转化器遭到必定约束。明显,这品种型的A/D转化器适用于要求转化速度高、但分辨率较低的场合。

除并行ADC以外,还有十分多品种的ADC,如逐次迫临型AD,双积分型AD,压频转化型AD,这些AD在后面用届时再来详细剖析其原理及特性参数。

本文相关词条概念解析:

采样

采样,这个词一起为动词与名词。做为名词之用时,表明一段录进来的声响;做为动词使用时,则表明录一段取样声响的录音动作。会用到\"采样\"这个字眼的场合,多半是针对采样进程,特别在不是录一整首歌曲,而仅仅录一段声响的情况。

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