在科研、生產(chǎn)中，要經(jīng)常進行模擬量的測量和控制。為了對溫度、壓力、流量、速度、位移等物理量進行測量和控制，都是通過各種傳感器把上述物理量轉(zhuǎn)換成模擬物理量的電信號，即模擬電信號；將模擬電信號經(jīng)過處理并轉(zhuǎn)換成計算機能識別的數(shù)字量，送進計算機，這就是a／d變換過程或稱為數(shù)據(jù)采集。目前大部分傳感器輸出的仍是電壓或電流等模擬信號，所以往往需要將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成易于處理和存儲的數(shù)字信號。

　　現(xiàn)在常用的a／d轉(zhuǎn)換器（analog－digital convert，ado）有：積分型、逐次逼近型、并行比較型，∑—△型和流水線型等轉(zhuǎn)換器。

　　1．積分型a／d轉(zhuǎn)換器

　　積分型aid轉(zhuǎn)換器如圖1所示，輸入端采用積分器，所以對高頻噪聲和固定的低頻干擾如50hz或60hz有很強的抑制能力。積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣速度和帶寬都非常低，轉(zhuǎn)換速率在12位時為100～300samples／s，但它們的精度可以做得很高，分辨率可高達22位，主要應(yīng)用于低速、精密測曩等領(lǐng)域。

　　圖1 積分型a／d轉(zhuǎn)換器

　　2．逐次逼近型a／d轉(zhuǎn)換器

　　逐次逼近型a／d轉(zhuǎn)換器如圖2所示，是應(yīng)用非常廣泛的a／d轉(zhuǎn)換方式。它由比較器、d／a轉(zhuǎn)換器、比較寄存器sar、時鐘發(fā)生器及邏輯控制電路組成。

　　圖2 逐次逼近型a／d轉(zhuǎn)換器

　　這種a／d轉(zhuǎn)換器速度較高，可達1msps，適用于中速率而分辨率要求較高的場合。與其他a／d相比，功耗相當?shù)�，在分辨率低�?2位時，價格較低；在高于14位分辨率情況下，價格較高。

　　3．并行比較型a／d轉(zhuǎn)換器

　　并行比較型a／d轉(zhuǎn)換器如圖3所示，是現(xiàn)今速度最快的a／d轉(zhuǎn)換器，采樣速率在1gsps以上，又稱為閃爍型a／d轉(zhuǎn)換器，它主要由電阻分壓網(wǎng)絡(luò)、比較器、編碼器等組成。這種結(jié)構(gòu)的a／d轉(zhuǎn)換器由于不用逐次比較，所有位的轉(zhuǎn)換同時完成，所以速度大為提高。

　　圖3 并行比較型a／d轉(zhuǎn)換器

　　這種a／d轉(zhuǎn)換器速度是最快的，但是由于本身的結(jié)構(gòu)特點，導(dǎo)致分辨率不高、功耗大、成本高。這是因為要提高一位分辨率（使輸出數(shù)字量增加一位），便意味著編碼器的輸入要增加一倍，這時精密電阻數(shù)量就要增加一倍，比較器也近似增加一倍。還有就是結(jié)構(gòu)重復(fù)的并行比較器之間任何失配都會造成靜態(tài)誤差，比較器的亞穩(wěn)態(tài)還會產(chǎn)生閃爍碼溫度計氣泡，所以只適用于速度要求特別高的領(lǐng)域，如視頻a／d轉(zhuǎn)換器等。

　　4．∑-△（增量）調(diào)制型a／d轉(zhuǎn)換器

　　∑—△調(diào)制型a／d轉(zhuǎn)換器又稱為過采樣a／d轉(zhuǎn)換器，如圖4所示。它的分辨率高，主要應(yīng)用于高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，特別是數(shù)字音響系統(tǒng)、多媒體、地震勘探儀器、聲納等電子測量等領(lǐng)域。

　　圖4 ∑－△調(diào)制型a／d轉(zhuǎn)換器

　　5．流水線型a／d轉(zhuǎn)換器

　　為兼顧高速率和高精度的要求，流水線結(jié)構(gòu)的a／d轉(zhuǎn)換器應(yīng)運而生。這種a／d轉(zhuǎn)換器如圖5所示，它結(jié)合了串行和閃爍型ado的特點，采用基于流水線結(jié)構(gòu)（pipeline）的多級轉(zhuǎn)換技術(shù)，各級模擬信號之間并行處理，能得到較高的轉(zhuǎn)換速度為100msps；利用數(shù)字校正電路對各級誤差進行校正，保證有較高的精度；所用器件數(shù)目與轉(zhuǎn)換位數(shù)成正比，可有效地控制功耗和成本。

　　本實例采用的是流水線結(jié)構(gòu)的12位模一數(shù)轉(zhuǎn)換器（ado）。

　　圖5 流水線型a／d轉(zhuǎn)換器

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