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[转]逐次逼近型ADC(SAR ADC)之简单理解

2018-2-5 15:59 174 2 2 分类: MCU/ 嵌入式 文集: ADC
原文地址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_a438e5290102wakc.html

SAR ADCsuccessive approximation ADC

1)逐次逼近转换过程和用天平称物重非常相似。天平称重物过程是,从最重的砝码开始试放,与被称物体行进比较,若物体重于砝码,则该砝码保留,否则移去。再加上第二个次重砝码,由物体的重量是否大于砝码的重量决定第二个砝码是留下还是移去。照此一直加到最小一个砝码为止。将所有留下的砝码重量相加,就得此物体的重量。仿照这一思路,逐次比较型A/D转换器,就是将输入模拟信号与不同的参考电压作多次比较,使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量对应值。

2)11.10.1的电路,它由启动脉冲启动后,在第一个时钟脉冲作用下,控制电路使时序产生器的最高位置1,其他位置0,其输出经数据寄存器将1000……0,送入D/A转换器。输入电压首先与D/A器输出电压(VREF/2)相比较,如v1VREF/2,比较器输出为1,若vI< VREF/2,则为0。比较结果存于数据寄存器的Dn-1位。然后在第二个CP作用下,移位寄存器的次高位置1,其他低位置0。如最高位已存1,则此时 vO=(3/4)VREF。于是v1再与(3/4)VREF相比较,如v1(3/4)VREF,则次高位Dn-21,否则Dn-2=0;如最高位为0,则vO=VREF/4,与vO比较,如v1VREF/4,则 Dn-2位存1,否则存0……。以此类推,逐次比较得到输出数字量。

设图11.10.1电路为8A/D转换器,输入模拟量vA=6.84VD/A转换器基准电压VREF=10V。 根据逐次比较D/A转换器的工作原理,可画出在转换过程中CP、启动脉冲、D7D0D/A转换器输出电压vO的波形,如图11.10.2所示。

由图11.10.2可见,当启动脉冲低电平到来后转换开始,在第一个CP作用下,数据寄存器将D7D0=10000000送入D/A转换器,其输出电压 v0=5VvAv0比较,vA>v01;第二个CP到来时,寄存器输出D7D0=11000000v07.5VvA再与7.5V比较,因vA<7.5V,所以D60;输入第三个CP时,D7D0=10100000v0=6.25V;vA再与v0比较,……如此重复比较下去,经8个时钟周期,转换结束。由图中v0的波形可见,在逐次比较过程中,与输出数字量对应的模拟电压v0逐渐逼近vA值,最后得到A/D转换器转换结果D7D010101111。该数字量所对应的模拟电压为6.8359375V,与实际输入的模拟电压6.84V的相对误差仅为0.06%

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