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双积分型

发布时间:2012/2/17 21:32:16 访问次数:2339

    双积分型又称双斜率A/D转换器。它的基本原理是对输入模拟电压和基准电压进行两次积分先将输入模拟电压。转换成与之大小相对应的时间间隔Tc,,再在此时间间隔内用固定频率的计数器计数,计数器所计的数字量就正比于输入模拟电压;同样,对基准电压也进行相同的处理。SER2009-681MLB   

    由于要两次积分,因此双积分型A/D转换器的转换速度较低,但转换数字量位数增加时,电路复杂程度增加不大,易于提高分辨率,其通常用在对速度要求不高的场合,如数字万用表等。
    (1)电路框图
    双积分型A/D转换器的原理框图如图11 -9所示。

                       
    图11 -9所示的双积分型A/D转换器由基准电压源、积分器、比较器、时钟输入控制门、以位二进制计数器、定时器和逻辑控制门等组成。开关Sl起控制把模拟电压或是基准电压送到积分器输入端的作用。开关S2起控制积分器是否处于积分工作状态的作用。比较器起积分器输出模拟电压的极性判断作用,比较器输出时,比较器输出(低电平)。时钟输入控制门是由比较器的输出C。进行控制:当C。=1时,允许时钟脉冲输入至计数器;当Co =0时,时钟脉冲禁止输入。计数器对输入时钟脉冲个数进行计数。定时器在计数器计数计满时(即溢出)就置1。逻辑控制门控制开关Sl的动作,以选择输入模拟信号或基准电压。
    (2)工作原理
    在双积分变换前,控制电路使计数器清零,S2闭合使电容C放电,放电结束后,S2再断开。
    开关S,在控制逻辑门作用下,接通模拟电压输入端,积分器开始对输入模拟电压进行定时积分,计数器同时计数。
    定时时间到,电子开关Sl接通基准电压UREF(极性与输入电压相反),转为反向定压积分(即第二次积分)计数器重新由0开始计数。得到的计数值N2在控制逻辑作用下并行输出。在下次转换前,控制逻辑使计数器清零,并使电容C放电,重复上述过程。
    积分器的输入、输出与计数脉冲的关系如图11 - 10所示。由图11 - 10可以看出,第一次积分后的绝对值越大。第二次积分因U REF值恒定,因Ui。(t)的上升斜率不变。由上述分析可看出,输入电压为正,则基准电压REF为负。若输入电压ui。为负,则基准电压必须为正,以保证在两个积分阶段内有相反斜率并且输入模拟电压平均值绝对值必须小于基准电压的绝对值,否则第二次积分时,计数器会溢出,破坏了A/D转换功能。

    双积分型又称双斜率A/D转换器。它的基本原理是对输入模拟电压和基准电压进行两次积分先将输入模拟电压。转换成与之大小相对应的时间间隔Tc,,再在此时间间隔内用固定频率的计数器计数,计数器所计的数字量就正比于输入模拟电压;同样,对基准电压也进行相同的处理。SER2009-681MLB   

    由于要两次积分,因此双积分型A/D转换器的转换速度较低,但转换数字量位数增加时,电路复杂程度增加不大,易于提高分辨率,其通常用在对速度要求不高的场合,如数字万用表等。
    (1)电路框图
    双积分型A/D转换器的原理框图如图11 -9所示。

                       
    图11 -9所示的双积分型A/D转换器由基准电压源、积分器、比较器、时钟输入控制门、以位二进制计数器、定时器和逻辑控制门等组成。开关Sl起控制把模拟电压或是基准电压送到积分器输入端的作用。开关S2起控制积分器是否处于积分工作状态的作用。比较器起积分器输出模拟电压的极性判断作用,比较器输出时,比较器输出(低电平)。时钟输入控制门是由比较器的输出C。进行控制:当C。=1时,允许时钟脉冲输入至计数器;当Co =0时,时钟脉冲禁止输入。计数器对输入时钟脉冲个数进行计数。定时器在计数器计数计满时(即溢出)就置1。逻辑控制门控制开关Sl的动作,以选择输入模拟信号或基准电压。
    (2)工作原理
    在双积分变换前,控制电路使计数器清零,S2闭合使电容C放电,放电结束后,S2再断开。
    开关S,在控制逻辑门作用下,接通模拟电压输入端,积分器开始对输入模拟电压进行定时积分,计数器同时计数。
    定时时间到,电子开关Sl接通基准电压UREF(极性与输入电压相反),转为反向定压积分(即第二次积分)计数器重新由0开始计数。得到的计数值N2在控制逻辑作用下并行输出。在下次转换前,控制逻辑使计数器清零,并使电容C放电,重复上述过程。
    积分器的输入、输出与计数脉冲的关系如图11 - 10所示。由图11 - 10可以看出,第一次积分后的绝对值越大。第二次积分因U REF值恒定,因Ui。(t)的上升斜率不变。由上述分析可看出,输入电压为正,则基准电压REF为负。若输入电压ui。为负,则基准电压必须为正,以保证在两个积分阶段内有相反斜率并且输入模拟电压平均值绝对值必须小于基准电压的绝对值,否则第二次积分时,计数器会溢出,破坏了A/D转换功能。

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