9.1.2模数转换器的性能指标 ◇A/D转换器是实现单片机数据采集的常用外围器件。 ◇A/D转换器的品种繁多,性能各异,设计数据采集系统 时,需选择合适的AD转换器以满足系统设计要求。 ◇选择AD转换器需要综合考虑系统技术指标、成本 功耗、安装等因素。 1、分辨率 ◇分辨率是AD转换器能分辨最小信号的能力,表示数字 量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量 ◇分辨率越高,转换时对输入模拟信号变化的反应就越 灵敏
16:02:59 9.1.2模数转换器的性能指标 A/D转换器是实现单片机数据采集的常用外围器件。 A/D转换器的品种繁多, 性能各异, 设计数据采集系统 时, 需选择合适的A/D转换器以满足系统设计要求。 选择A/D转换器需要综合考虑系统技术指标、成本、 功耗、安装等因素。 1、分辨率 分辨率是A/D转换器能分辨最小信号的能力, 表示数字 量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。 分辨率越高，转换时对输入模拟信号变化的反应就越 灵敏。 18
1、分辨率 ◇例如,8位AD转换器能够分辨出满刻度的1/256, 若满刻度输入电压为5V,则该8位A/D转换器能够 分辨出输入电压变化的最小值为19.5mV。 ◇分辨率常用A/D转换器输出的二进制位数表示。常 见的AD转换器有8位、10位、12位、14位和16位 等。 一般称8位以下的ADC器件为低分辨率ADC器件; ◆912位的ADC器件称为中分辨率ADC器件; ◆13位以上的ADC器件称为高分辨率ADC器件
16:02:59 1、分辨率 例如，8位A/D转换器能够分辨出满刻度的1/256， 若满刻度输入电压为5V，则该8位A/D转换器能够 分辨出输入电压变化的最小值为19.5mV。 分辨率常用A/D转换器输出的二进制位数表示。常 见的A/D转换器有8位、10位、12位、14位和16位 等。 一般称8位以下的ADC器件为低分辨率ADC器件； 9~12位的ADC器件称为中分辨率ADC器件； 13位以上的ADC器件称为高分辨率ADC器件。 19
如何选择ADC器件的分辨率 ◆10位以下ADC器件误差较大,11位以上对减小误差 并无太大贡献,但对ADC器件的要求却提得过高。 因此,取10位或11位是合适的。 ◆由于模拟信号先经过测量装置,再经AD转换器转 换后才进行处理,因此,总的误差是由测量误差和 量化误差共同构成的。 ◇A/D转换器的精度应与测量装置的精度相匹配。 ◆一方面要求量化误差在总误差中所占的比重要小, 使它不显著地扩大测量误差; ◆另一方面必须根据目前测量装置的精度水平,对 A/D转换器的位数提出恰当的要求
16:02:59 如何选择ADC器件的分辨率 10位以下ADC器件误差较大，11位以上对减小误差 并无太大贡献，但对ADC器件的要求却提得过高。 因此，取10位或11位是合适的。 由于模拟信号先经过测量装置，再经A/D转换器转 换后才进行处理，因此，总的误差是由测量误差和 量化误差共同构成的。 A/D转换器的精度应与测量装置的精度相匹配。 一方面要求量化误差在总误差中所占的比重要小， 使它不显著地扩大测量误差； 另一方面必须根据目前测量装置的精度水平，对 A/D转换器的位数提出恰当的要求。 20
9.1.2模数转换器的性能指标 2、通道 ◇有的单芯片内部含有多个ADC模块,可同时实现 多路信号的转换; ◇常见的多路ADC器件只有一个公共的ADC模块, 由一个多路转换开关实现分时转换。 3、基准电压 ◇基准电压有内、外基准和单、双基准之分
16:02:59 9.1.2模数转换器的性能指标 2、通道 有的单芯片内部含有多个ADC模块，可同时实现 多路信号的转换； 常见的多路ADC器件只有一个公共的ADC模块， 由一个多路转换开关实现分时转换。 3、基准电压 基准电压有内、外基准和单、双基准之分。 21
9.1.2模数转换器的性能指标 4、转换速率 ◇转换时间:A/D转换器从启动转换到转换结束,输出 稳定的数字量,需要的一定的转换时间。 ◇转换速率:转换时间的倒数即每秒钟完成的转换次数。 ◇A/D转换器的型号不同,转换时间不同。逐次逼近式 单片A①D转换器转换时间的典型值为1.0-200us。 ADS7852:12位逐次逼近式AD转换器转换速率500kHz ICL7109:12位双积分式AD转换器转换速率30次s ◇应根据输入信号的最高频率来确定ADC转换速度, 保证转换器的转换速率要高于系统要求的采样频率
16:02:59 9.1.2模数转换器的性能指标 4、转换速率 转换时间：A/D转换器从启动转换到转换结束，输出 稳定的数字量，需要的一定的转换时间。 转换速率：转换时间的倒数即每秒钟完成的转换次数。 A/D转换器的型号不同，转换时间不同。逐次逼近式 单片A/D转换器转换时间的典型值为1.0~200μs。 应根据输入信号的最高频率来确定ADC转换速度， 保证转换器的转换速率要高于系统要求的采样频率。 ADS7852: 12位逐次逼近式A/D转换器转换速率 500kHz ICL7109: 12位双积分式A/D转换器转换速率30次/s 22