A/D转换器
A/D转换接口类型(按转换原理分):双积分型、逐次逼近型、∑—Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型…
双积分型:MC14433、ICL7135
精度可以做得很高,具有抑制高频噪声和固定低频干扰(50HZ、60HZ)的能力。适用于嘈杂的工业环境以及不要求高转速速率的场合(如热电偶输出的量化)
逐次逼近型:ADC08099
1个时钟周期内只能完成1位转换,故这种转换器的采样速率不高,输入带宽也比较低。优点是原理简单,不存在延迟问题,适用于中速率而分辨率要求较高的场合。
∑—Δ调制型:AD7705、CS5532
分辨率较高,主要应用于高精度数据采集特别是数字音响系统、多媒体、地震勘探仪器、声呐等电子测量领域。
A/D参数
分辨率:数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量,定义为满刻度与的比值。分辨率又称精度,通常以数字信号的位数来表示。
采样率:采样最短时间间隔。
转换效率:完成一次A/D转换所需时间的倒数。积分型A/D的转换时间时毫秒级,属低速A/D,逐次比较型A/D时微秒级,属中速A/D,全并行/串并行型A/D可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念,是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成,采样速率必须不大于转换速率。因此有人习惯将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。
常见ADC
MC14433 :美国Motorola公司推出的3 1/2 位A/D转换器,其中集成了双积分型A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。它具有外接元件少、输入阻抗高、功耗低、电源电压范围宽、精度高等特点,并且具有自动校零和自动极性转换功能,只要外接少量的阻容元件即可以即可构成一个完整的A/D转换器。
ADC0809 :包括一个8位的逐次逼近型ADC部分,而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑,因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换,在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。
CS5532 :美国CRYSTAL公司最新Σ—Δ模/数转换器,由于运用了电荷平衡技术,其性能可以达到24位,内部有一个极低噪声增益可选的载波稳定仪表放大器和一个4阶Σ—Δ调制器,三线串行接口,可直接与单片机连接,非常适合测量称重传感器输出的直流毫伏信号。由于具有动态范围宽、电源配置灵活、体积小、功耗低、抗干扰能力强等特点,使该芯片成为目前用于无线电子吊秤的理想产品。
基本引脚:
模拟信号输入端(单极性或双极性) 数字量输出端(并行或串行) 转换启动信号输入端 转换结束信号输出端
除此之外,各种不同型号的芯片可能还会有一些其他各不相同的控制信号端。
ADC0809
引脚
IN0-IN7 | D7~D0 |
ADDA&ADDB&ADDC |
VREF+&VREF- | ALE | START | EOC | OE |
8路模拟输入 |
A/D转换数据输出端 |
IN选通信号 |
正、负参考电压输入端 |
地址锁存允许信号 | A/D转换启动信号 | 转换结束信号 | 输出允许信号 |
(1)IN0~IN7——8路模拟输入,通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来选通一路。 (2)D7~D0——A/D转换后的数据输出端,为三态可控输出,故可直接和微处理器数据线连接。8位排列顺序是D7为最高位,D0为最低位。 (3)ADDA、ADDB、ADDC——模拟通道选择地址信号,ADDA为低位,ADDC为高位。地址信号与选中通道对应关系如表11.3所示。 (4)VR(+)、VR(-)——正、负参考电压输入端,用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。在单极性输入时,VR(+)=5V,VR(-)=0V;双极性输入时,VR(+)、VR(-)分别接正、负极性的参考电压。 (5)ALE——地址锁存允许信号,高电平有效。当此信号有效时,A、B、C三位地址信号被锁存,译码选通对应模拟通道。在使用时,该信号常和START信号连在一起,以便同时锁存通道地址和启动A/D转换。 (6)START——A/D转换启动信号,正脉冲有效。加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼近寄存器清零,下降沿开始A/D转换。如正在进行转换时又接到新的启动脉冲,则原来的转换进程被中止,重新从头开始转换。 (7)EOC——转换结束信号,高电平有效。该信号在A/D转换过程中为低电平,其余时间为高电平。该信号可作为被CPU查询的状态信号,也可作为对CPU的中断请求信号。在需要对某个模拟量不断采样、转换的情况下,EOC也可作为启动信号反馈接到START端,但在刚加电时需由外电路第一次启动。 (8)OE——输出允许信号,高电平有效。当微处理器送出该信号时,ADC0808/0809的输出三态门被打开,使转换结果通过数据总线被读走。在中断工作方式下,该信号往往是CPU发出的中断请求响应信号。
引脚详解