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#51单片机#A/D模数转换的初步认识和主要指标

发布时间:2024-05-17 发布时间:
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A/D,将模拟量转换成数字量的操作。


模拟量,是指变量在一定范围连续变化的量,在一定范围(定义域)内可取任意值(值域内)。在工业检测系统和日常生活中常常接触到模拟量,如温度、长度、压力、速度等。


数字量是物理量的一种。它们的变化在时间上是不连续的,总是发生在一系列离散的瞬间。数字量,常见于数字系统。单片机就是一个典型的数字系统。数字系统只能对输入的数字信号进行处理,其输出也为数字信号。


为了实现数字系统对电模拟量的检测、运算和控制,模拟量和数字量之间的相互转换功能由此诞生。


A/D的主要指标

1.ADC(A/D)位数


n位的ADC,表示该ADC共有2n个刻度。例:8位的ADC输出的是以0~255一共256个数字量,即28个数据刻度。


2.基准源


基准源也叫基准电压,是ADC的一个重要指标。基准源准确,是测准ADC的前提条件,基准源的偏差会直接导致转换结果的偏差。


3.分辨率


分辨率是当数字量变化1个最小刻度值时,模拟信号的变化量。定义:满刻度量程与2n-1的比值。例:若系统电压为5.10V,使用8位的ADC测量,相当于有0~255,256个刻度,将5.10V平均分成255份。分辨率=5.10/255=0.02V。


4.INL和DNL


INL(Integral NonLinear)与DNL(Differencial NonLinear)是与ADC精度关系重大的两个指标。


INL指,ADC器件在所有数值上对应得到模拟值与真实值间,误差最大那一点的误差值,是ADC最重要的一个精度指标。


它的单位是LSB,对应着ADC的分辨率。


DNL表示ADC相邻两个刻度之间的最大差异值,单位是LSB。


5.转换速率


转换速率指ADC每秒进行采样转换的最大次数,单位是sps(sample per second)。


ADC的种类较多。其中积分型的转换时间为毫秒级别,属于低速ADC;逐次逼近型ADC的转换时间属于微秒型,属于中速ADC;并行/串行ADC的转换时间属于纳秒级,属于高速ADC。


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