模拟到数字转换

1. 模拟到数字转换 • 逐次逼近法A/D 转换原理 V+ 模拟输入 + Vout Comp. V- - DAC 数字输出 SAR 置数选择逻辑 CLK

2. AD转换基本原理概述: 首先置位选择SAR中的最高位 为1,其于为0,经DA转换器输出一个模拟电压Vf,将V f与要进行的A/D转换的模拟电压VIN进行比较，若VIN<Vf,则最高位置1保留，否则清0，然后使次高位置１，按上述方法，依次对次高位进行Ｄ／Ａ转换、比较和判断，决定次高位为１还是０，重复上述过程，直至确定ＳＡＲ最低是１还是０为止，此时ＳＡＲ内容就是与输入模拟电压相对应的二进制数字代码，即Ａ／Ｄ转换的结果。

3. 模拟到数字转换 • 逐次逼近法A/D 转换原理 V 4-位逐次逼近A/D 转换过程 VMAX 0.75 VMAX 0.75 VMAX 0.6875 VMAX VIN 0.625 VMAX 0.5 VMAX 0.5 VMAX 第一次猜测值 1000 第二次猜测值 1100 第三次猜测值 1010 第四次猜测值 1011 t 0

4. 模拟到数字转换 • 逐次逼近法A/D 转换原理 In < 4 ? 三位逐次逼近 A/D转换过程 > < = In < 6 ? In < 2 ? > > = < < = In < 1 ? In < 3? In < 5 ? In < 7 ? > > < < > > = = < < = = In=7 In=6 In=1 In=2 In=3 In=4 In=5 In=0

5. 模拟到数字转换 • 软件实现逐次逼近法A/D转换 • 硬件：比较器、D/A 转换器、并行接口 DAC：1408；00H: 0V, FFH:-5V +5V -5V 8255A Analog in Vi _ PC7 (-5V~ 0) + VG µC OH: 0V FFH :-5V 1408 DAC PB0~7 8

6. 模拟到数字转换 • 8位A/D转换集成电路ADC0801 • 8位逐次逼近法A/D转换器； • 模拟输入 ：0 — 5V 变化； • 转换时间：100 uS； VCC 10K CS# CLKR RD# CLKIN WR# VIN(+) INTR# VIN(-) (ADC0801) DB7 AGND | VREF/2 DB0 DGND µP 接 口

7. 定时：启动转换： CS# …. WR# …. 300ns RESET INTR# 1~8个CLK周期 BUSY 开始 A TO D …. 内部状态 NOT BUSY 转换时间 > 66CLK 周 期 INTR # 0.5 TCLK FCLK=640KHz(TYP)

8. 模拟到数字转换 • 8位A/D转换集成电路 ADC 0809 Start CLK ADC 0809 内部结构框图 EOC 控制与时序 D0 IN0 八 路 模 拟 开 关 SAR ： ： ： 锁存与 三态 输出 ： ： ： 开关树 D7 IN7 OE 256R电阻网络 AD0 VCC 地址锁存 与译码 AD1 电 源 END AD2 Vrdf+ Vrdf- ALE

9. 模拟到数字转换 时钟 1/f 起动 ……. tWS • 8位A/D转换集成电路 ADC 0809 ALE ……. tWALE ……. 地址 稳定 ……. tS tH ……. 模拟输入 稳定 ……. 1/2LSB ……. 比较器 内部输入 ……. t D ……. 输出允许 变换结束 EOC tEOC ……. tC 三态 输出 ADC 0809 工作时序