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A/D轉(zhuǎn)換電路

發(fā)布時(shí)間:2012/6/14 20:21:57 訪問次數(shù):3054

    我們知道,A/D轉(zhuǎn)換電路的作用Z8018008FSC就是將模擬信號(hào)數(shù)字化。一般把實(shí)現(xiàn)連續(xù)信號(hào)到離散信號(hào)的過程叫采樣。連續(xù)信號(hào)經(jīng)過采樣和量化后才能被單片機(jī)處理。通過測量等時(shí)間間隔波形的電壓幅值,并把該電壓值轉(zhuǎn)化為用二進(jìn)制代碼表示的數(shù)字信息,這就是數(shù)字示波器的采樣,采樣的工作過程。采樣的時(shí)間間隔越小,重建出來的波形就越接近原始信號(hào)。采樣率就是每秒采樣的次數(shù),例如,示波器的采樣率是lOMSa/s,即每秒采樣10M次,則表示每0.1us進(jìn)行一次采樣。
   根據(jù)Nyquist采樣定理,當(dāng)對(duì)一個(gè)最高頻率為,的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí),采樣率必須大于,的兩倍以上才能確保從采樣值完全重構(gòu)原來的信號(hào)。對(duì)于正弦波,每個(gè)周期至少需要兩次以上的采樣才能保證根據(jù)采樣數(shù)據(jù)恢復(fù)原始波形。在數(shù)字示波器中,為了減小顯示波形的失真,采樣率至少要取被測信號(hào)頻率的5—8倍。本文介紹的數(shù)字示波器采樣率取被測信號(hào)頻率的5倍,因?yàn)樽罡卟蓸勇蕿?0MSa/s,所以當(dāng)被測信號(hào)的帶寬在4MHz以內(nèi)時(shí)有比較的測量結(jié)果。
    采樣率的提高受制于A/D轉(zhuǎn)換芯片的工作速度,本文電路中使用的單片機(jī)ATmega16內(nèi)部雖然也有/VD轉(zhuǎn)換器,但其工作頻率太低,不能滿足數(shù)字示波器的采樣要求。因此我們用了一片高速A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS830E,其最高采樣率可達(dá)60MSa/s。ADS830E的轉(zhuǎn)換精度為8位二進(jìn)制數(shù),即垂直分辨率為256,因?yàn)檫x用的LCM的分辨率為320×240,對(duì)應(yīng)垂直分辨率為240,所以ADS830E完全能滿足分辨率的使用要求。
    ADS830E的N(1 7腳)是供采樣的模擬信號(hào)的輸入端,CLK(10腳)是采樣時(shí)鐘信號(hào)輸入端。每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖就進(jìn)行一次/VD轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)摸后的8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)由DO—D7輸出。ADS830E的輸入電壓幅度可以通過1 1腳進(jìn)行控制,當(dāng)1 1腳接高電平時(shí),ADS830E的輸入電壓范圍是1.5~3.5V;當(dāng)1 1腳接低電平時(shí),輸入電壓范圍是2~3V。這里選用1.5~3.5V的輸入電壓范圍,中點(diǎn)電壓為2.5V,中點(diǎn)電壓由電位器RP進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)IN輸入電壓為1.5V時(shí)DO—D7輸出的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是Ox00,當(dāng)lN輸入電壓為3.5V時(shí)DO—D-f輸出的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是Oxff,即255。
    我們知道,A/D轉(zhuǎn)換電路的作用Z8018008FSC就是將模擬信號(hào)數(shù)字化。一般把實(shí)現(xiàn)連續(xù)信號(hào)到離散信號(hào)的過程叫采樣。連續(xù)信號(hào)經(jīng)過采樣和量化后才能被單片機(jī)處理。通過測量等時(shí)間間隔波形的電壓幅值,并把該電壓值轉(zhuǎn)化為用二進(jìn)制代碼表示的數(shù)字信息,這就是數(shù)字示波器的采樣,采樣的工作過程。采樣的時(shí)間間隔越小,重建出來的波形就越接近原始信號(hào)。采樣率就是每秒采樣的次數(shù),例如,示波器的采樣率是lOMSa/s,即每秒采樣10M次,則表示每0.1us進(jìn)行一次采樣。
   根據(jù)Nyquist采樣定理,當(dāng)對(duì)一個(gè)最高頻率為,的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí),采樣率必須大于,的兩倍以上才能確保從采樣值完全重構(gòu)原來的信號(hào)。對(duì)于正弦波,每個(gè)周期至少需要兩次以上的采樣才能保證根據(jù)采樣數(shù)據(jù)恢復(fù)原始波形。在數(shù)字示波器中,為了減小顯示波形的失真,采樣率至少要取被測信號(hào)頻率的5—8倍。本文介紹的數(shù)字示波器采樣率取被測信號(hào)頻率的5倍,因?yàn)樽罡卟蓸勇蕿?0MSa/s,所以當(dāng)被測信號(hào)的帶寬在4MHz以內(nèi)時(shí)有比較的測量結(jié)果。
    采樣率的提高受制于A/D轉(zhuǎn)換芯片的工作速度,本文電路中使用的單片機(jī)ATmega16內(nèi)部雖然也有/VD轉(zhuǎn)換器,但其工作頻率太低,不能滿足數(shù)字示波器的采樣要求。因此我們用了一片高速A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS830E,其最高采樣率可達(dá)60MSa/s。ADS830E的轉(zhuǎn)換精度為8位二進(jìn)制數(shù),即垂直分辨率為256,因?yàn)檫x用的LCM的分辨率為320×240,對(duì)應(yīng)垂直分辨率為240,所以ADS830E完全能滿足分辨率的使用要求。
    ADS830E的N(1 7腳)是供采樣的模擬信號(hào)的輸入端,CLK(10腳)是采樣時(shí)鐘信號(hào)輸入端。每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖就進(jìn)行一次/VD轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)摸后的8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)由DO—D7輸出。ADS830E的輸入電壓幅度可以通過1 1腳進(jìn)行控制,當(dāng)1 1腳接高電平時(shí),ADS830E的輸入電壓范圍是1.5~3.5V;當(dāng)1 1腳接低電平時(shí),輸入電壓范圍是2~3V。這里選用1.5~3.5V的輸入電壓范圍,中點(diǎn)電壓為2.5V,中點(diǎn)電壓由電位器RP進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)IN輸入電壓為1.5V時(shí)DO—D7輸出的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是Ox00,當(dāng)lN輸入電壓為3.5V時(shí)DO—D-f輸出的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是Oxff,即255。
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