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    A/D轉換器的轉換精度與轉換速度
    作者:admin 2012/4/19 16:33:45   字體 【

    1. 轉換精度
    單片集成A/D轉換器的轉換精度是用分辨率和轉換誤差來描述的。
    (1)分辨率——它說明A/D轉換器對輸入信號的分辨能力。
    A/D轉換器的分辨率以輸出二進制(或十進制)數的位數表示。從理論上講,n位輸出的A/D轉換器能區分2n個不同等級的輸入模擬電壓,能區分輸入電壓的最小值為滿量程輸入的1/2n。在最大輸入電壓一定時,輸出位數愈多,量化單位愈小,分辨率愈高。例如A/D轉換器輸出為8位二進制數,輸入信號最大值為5V,那么這個轉換器應能區分輸入信號的最小電壓為19.53mV。
    (2)轉換誤差——表示A/D轉換器實際輸出的數字量和理論上的輸出數字量之間的差別。常用最低有效位的倍數表示。例如給出相對誤差≤±LSB/2,這就表明實際輸出的數字量和理論上應得到的輸出數字量之間的誤差小于最低位的半個字。

    2. 轉換時間
      指A/D轉換器從轉換控制信號到來開始,到輸出端得到穩定的數字信號所經過的時間。
      不同類型的轉換器轉換速度相差甚遠。其中并行比較A/D轉換器轉換速度最高,8位二進制輸出的單片集成A/D轉換器轉換時間可達50ns以內。逐次比較型A/D轉換器次之,他們多數轉換時間在10~50μs之間,也有達幾百納秒的。間接A/D轉換器的速度最慢,如雙積分A/D轉換器的轉換時間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。在實際應用中,應從系統數據總的位數 、精度要求、輸入模擬信號的范圍及輸入信號極性等方面綜合考慮A/D轉換器的選用。

      例10.2.1 某信號采集系統要求用一片A/D轉換集成芯片在1s(秒)內對16個熱電偶的輸出電壓分時進行A/D轉換。已知熱電偶輸出電壓范圍為0~0.025V(對應于0~450℃溫度范圍),需要分辨的溫度為0.1℃,試問應選擇多少位的A/D轉換器,其轉換時間為多少?
    解:對于從0~450℃溫度范圍,信號電壓范圍為0~0.025V,分辨的溫度為0.1℃,這相當于 的分辨率。12位A/D轉換器的分辨率為 ,所以必須選用13 位的A/D轉換器。
    系統的取樣速率為每秒16次,取樣時間為62.5ms。對于這樣慢的取樣,任何一個A/D轉換器都可以達到。可選用帶有取樣-保持(S/H)的逐次比較型A/D轉換器或不帶S/H的雙積分式A/D轉換器均可。

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    本文關鍵字: A/D轉換器

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