AlD轉(zhuǎn)換器的電路組成及基本原理SER1360-472KLD    

    A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)是一種將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的轉(zhuǎn)換器。圖11 -7所示的是AlD轉(zhuǎn)換器的工作原理圖。

                
    圖11 -7可以看出，AlD轉(zhuǎn)換器主要由采樣保持電路和數(shù)字化編碼電路組成。開關(guān)S在采樣脈沖控制下重復(fù)接通、斷開的過程。開關(guān)S接通時，輸入模擬電壓甜，(t)對電容C充電，這是采樣過程；開關(guān)S斷開時，電容C上的電壓保持不變，這是保持過程；在保持過程中，采樣的模擬電壓經(jīng)過A/D的數(shù)字化編碼電路轉(zhuǎn)換成一組咒位的二進(jìn)制數(shù)輸出。隨著開關(guān)S不斷地接通、斷開，就將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成一組竹位的二進(jìn)制數(shù)輸出。A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的精度取決于開關(guān)S重復(fù)接通、斷開的次數(shù)（即采樣脈沖昀頻率）和編碼電路輸出的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。采樣脈沖頻率越高，采樣輸出的階梯狀模擬電壓“7。(t)的輪廓線越接近輸入模擬電壓UI（t)的波形。數(shù)字化編碼的二進(jìn)制數(shù)位數(shù)越多，采樣輸出的相鄰的階梯狀模擬電壓的數(shù)字化編碼的誤差越小。
    A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)如下。
    (1)分辨率
    分辨率又稱轉(zhuǎn)換精度，是以輸出的二進(jìn)制代碼的位數(shù)表示分辨率的大小。位數(shù)越多，說明數(shù)字量化誤差越小，轉(zhuǎn)換精度越高。如一個ADC的輸入模擬電壓的變化范圍為O～5 V，輸出8位二進(jìn)制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為5V×2-8≈20 mV；而輸出12位二進(jìn)制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為5V×2 --12～1. 22  mV。由此可以看出，數(shù)字化編碼電路的位數(shù)越多，輸出的二進(jìn)制代碼最低位變化時所代表的模擬量的變化量就越小，精度越高，前者為20 mV，后者為1. 22 mV，所代表的模擬量變化越少，則精度越高。
    (2)轉(zhuǎn)換頻率
    轉(zhuǎn)換頻率又稱轉(zhuǎn)換速率，表示對一個輸入模擬量，從采樣開始到最后輸出轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)所需的時間，也即開關(guān)S的頻率。轉(zhuǎn)換頻率越高，表示完成一次A/D轉(zhuǎn)換時間越少。在實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換過程中，分辨率高的ADC其轉(zhuǎn)換頻率比分辨低的ADC要低，這是由ADC內(nèi)部電路所決定的。