转换器选型需要考虑的因素(终审稿).pdf

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1、转转换换器器选选型型需需要要考考虑虑的的因因素素公司内部档案编码：OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08ADAD 选型需要考虑的因素选型需要考虑的因素A/D 器件和芯片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，在设计数据采集系统时，首先碰到的就是如何选择合适的 A/D 转换器以满足系统设计要求的问题。选择 A/D 转换器件需要考虑器件本身的品质和应用的场合要求，基本上，可以根据以下几个方面的指标选择一个 A/D 器件。（1 1）A/DA/D 转换器位数转换器位数 A/D 转换器位数的确定，应该从数据采集系统的静态精度和动态平滑性这两个方面进行考虑

2、。从静态精度方面来说，要考虑输入信号的原始误差传递到输出所产生的误差，它是模拟信号数字化时产生误差的主要部分。量化误差与 A/D 转换器位数有关。一般把 8 位以下的 A/D 转换器归为低分辨率 A/D 转换器，912 位的称为中分辨率转换器，13 位以上的称为高分辨率转换器。10 位 A/D 芯片以下误差较大，11 位以上对减小误差并无太大贡献，但对 A/D 转换器的要求却提得过高。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。也就是说，一方

3、面要求量化误差在总误差中所占的比重要小，使它不显着地扩大测量误差；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。目前，大多数测量装置的精度值不小于 01%，故 A/D 转换器的精度取%0。1%即可，相应的二进制码为 1011 位，加上符号位，即为1112 位。当有特殊的应用时，A/D 转换器要求更多的位数，这时往往可采用双精度的转换方案。（2 2）A/DA/D 转换器的转换速率转换器的转换速率 A/D 转换器从启动转换到转换结束，输出稳定的数字量，需要一定的转换时间。转换时间的倒数就是每秒钟能完成的转换次数，称为转换速率。确定 A/D 转换器的转换速率时，应考

4、虑系统的采样速率。例如，如果用转换时间为 100us 的 A/D 转换器，则其转换速率为 10KHz。根据采样定理和实际需要，一个周期的波形需采 10 个样点，那么这样的 A/D 转换器最高也只有处理频率为 1KHz 的模拟信号。把转换时间减小，信号频率可提高。对一般的单片机而言，要在采样时间内完成 A/D 转换以外的工作，如读数据、再启动、存数据、循环计数等已经比较困难了。（3 3）采样）采样/保持器保持器采集直流和变化非常缓慢的模拟信号时可不用采样保持器。对于其他模拟信号一般都要加采样保持器。如果信号频率不高，A/D 转换器的转换时间短，即采样高速 A/D 时，也可不用采样/保持器。（4

5、4）A/DA/D 转换器量程转换器量程 A/D 转换时需要的是双极性的，有时是单极性的。输入信号最小值有的从零开始，也有从非零开始的。有的转换器提供了不同量程的引脚，只有正确使用，才能保证转换精度。在使用中，影响 A/D 转换器量程的因素有：量程变换和双极性偏置；双基准电压；A/D 转换器内部比较器输入端的正确使用。（5 5）满刻度误差）满刻度误差满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。（6 6）线性度）线性度实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移。ADAD 转换器的主要性能指标转换器的主要性能指标?量化误差与分辨率量化误差与分辨率 ADAD 转换器的分辨率转换器的分辨率?习惯上以输出

6、二进制的位数或 BCD 码位数表示。量化误差和分辨率是统一的。量化误差是由于有限数字对模拟数字进行离散取值（量化）而引起的误差。因此，量化误差理论上为一个单位分辨率，即士 l/2LSB。提高分辨率可减少量化误差。转换精度转换精度?AD 转换精度反映了一个实际 AD 转换器在量化值上与理想 AD 转换器进行模数转换的差值，可表示成绝对误差或相对误差，与一般测试仪表的定义相似。转换时间与转换速率转换时间与转换速率?转换时间被定义为 AD 转换器完成一次完整的测量所需要的时间，即从输入端加入信号到输出端出现相应数码的时间。通常，转换速率是转换时间的倒数。电源电源抑制比电源抑制比（抑制比电源抑制比（PSRRPSRR）反映 AD 转换器对电源电压变化的抑制能力，用改变电源电压使数据发生士 ILSB 变化时所对应的电源电压变化范围来表示。ADAD 芯片接模拟信号：芯片接模拟信号：每个 A/D 器件都有模拟信号输入脚，有的是差分输入，使用这样的 A/D时把模拟信号的正端接到 A/D 差分输入的正端，模拟信号的负端接到 A/D差分输入的负端即可；有的 A/D 是单端输入，使用这样的 A/D 时把模拟信号的正端接到 A/D 模拟信号输入端，模拟信号的负端接到 A/.D 器件的模拟地即可。还要注意模拟信号的幅度不要超出 A/D 的最大允许输入范围。参考芯片：ADS8364，MAX197