ADC 參數(shù)解釋?zhuān)?br />
1. 分辯率(Resolution) 指數(shù)字量變化一個(gè)最小量時(shí)模擬信號(hào)的變化量,定義為滿(mǎn)刻度與 2n 的 比值。分辯率又稱(chēng)精度,通常以數(shù)字信號(hào)的位數(shù)來(lái)表示。 2. 轉(zhuǎn)換速率(Conversion Rate)是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的 AD 轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間的倒數(shù)。 積分型 AD 的轉(zhuǎn)換時(shí)間是毫秒級(jí)屬低速 AD,逐次比較型 AD 是微秒級(jí)屬中速 AD,全并行/ 串并行型 AD 可達(dá)到納秒級(jí)。采樣時(shí)間則是另外一個(gè)概念,是指兩次轉(zhuǎn)換的間隔。為了保 證轉(zhuǎn)換的正確完成,采樣速率(Sample Rate)必須小于或等于轉(zhuǎn)換速率。因此有人習(xí)慣上將 轉(zhuǎn)換速率在數(shù)值上等同于采樣速率也是可以接受的。常用單位是 ksps 和 Msps,表示每秒 采樣千/百萬(wàn)次(kilo / Million Samples per Second)。 3. 量化誤差(Quantizing Error) 由于 AD 的有限分辯率而引起的誤差,即有限分辯率 AD 的階梯 狀轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)與無(wú)限分辯率 AD(理想 AD)的轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)(直線(xiàn))之間的最大偏差。 通常是 1 個(gè)或半個(gè)最小數(shù)字量的模擬變化量,表示為 1LSB、1/2LSB。 4. 偏移誤差(Offset Error) 輸入信號(hào)為零時(shí)輸出信號(hào)不為零的值,可外接電位器調(diào)至最小。 5. 滿(mǎn)刻度誤差(Full Scale Error) 滿(mǎn)度輸出時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)與理想輸入信號(hào)值之差。 6. 微分非線(xiàn)性(Differential nonlinearity,DNL)ADC 相鄰兩刻度之間最大的差異。 7. 積分非線(xiàn)性(Integral nonlinearity,INL)表示了 ADC 器件在所有的數(shù)值點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的模擬值 和真實(shí)值之間誤差最大的那一點(diǎn)的誤差值,也就是輸出數(shù)值偏離線(xiàn)性最大的距離。 8. 總諧波失真(Total Harmonic Distotortion 縮寫(xiě) THD)。 ADC 的選擇: 首先看精度和速度,然后看輸入通道數(shù),輸出的接口如 SPI 或者并行的,差分 還是單端輸入的,輸入范圍是多少。如何選擇你所需要的器件呢?要綜合設(shè)計(jì)的諸項(xiàng)因素,系統(tǒng)技 術(shù)指標(biāo)、成本、功耗、安裝等,最主要的依據(jù)還是速度和精度。 1. 精度與所測(cè)量的信號(hào)范圍有關(guān),但估算時(shí)要考慮到其他因素,轉(zhuǎn)換器位數(shù)應(yīng)該比總精度要 求的最低分辯率高一位。常見(jiàn)的 AD/DA 器件有 8 位,10 位,12 位,14 位,16 位等。 2. 速度根據(jù)輸入信號(hào)的最高頻率來(lái)確定,保證 ADC 的轉(zhuǎn)換速率高于系統(tǒng)要求的采樣頻率。 3. 通道有的單芯片內(nèi)部含有多個(gè) AD/DA 模塊,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的轉(zhuǎn)換;常見(jiàn)的多路 AD 器件只有一個(gè)公共的 AD 模塊,由一個(gè)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換。 4. 數(shù)字接口方式接口有并行/串行之分,串行又有 SPI、I2C、SM 等多種不同標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)值編碼 通常是二進(jìn)制,也有 BCD(二~十進(jìn)制)、雙極性的補(bǔ)碼、偏移碼等。 5. 模擬信號(hào)類(lèi)型通常 AD 器件的模擬輸入信號(hào)都是電壓信號(hào),而 DA 器件輸出的模擬信號(hào)有 電壓和電流兩種。 6. 同時(shí)根據(jù)信號(hào)是否過(guò)零,還分成單極性(Unipolar)和雙極性(Bipolar)。 7. 電源電壓有單電源,雙電源和不同電壓范圍之分,早期的 AD/DA 器件要有+15V/-15V,如 果選用單+5V 電源的芯片則可以使用單片機(jī)系統(tǒng)電源。 8. 基準(zhǔn)電壓有內(nèi)、外基準(zhǔn)和單、雙基準(zhǔn)之分。 9. 功耗一般 CMOS 工藝的芯片功耗較低,對(duì)于電池供電的手持系統(tǒng)對(duì)功耗要求比較高的場(chǎng)合 一定要注意功耗指標(biāo)。 10. 封裝形式:常見(jiàn)的封裝是 DIP,現(xiàn)在表貼型 SO 封裝的應(yīng)用越來(lái)越多。 11. 跟蹤/保持(Track/Hold 縮寫(xiě) T/H)原則上直流和變化非常緩慢的信號(hào)可不用采樣保持,其 他情況都應(yīng)加采樣保持。 12. 滿(mǎn)幅度輸出(Rail-to Rail) 新近業(yè)界出現(xiàn)的新概念,最先應(yīng)用于運(yùn)算放大器領(lǐng)域,指輸出電 壓的幅度可達(dá)輸入電壓范圍。在 DA 中一般是指輸出信號(hào)范圍可達(dá)到電源電壓范圍。(國(guó) 內(nèi)的翻譯并不統(tǒng)一,如“軌-軌”、“滿(mǎn)擺幅”) 主要針對(duì)高精度測(cè)量類(lèi)的 AD. • 參考電壓需要足夠精確,推薦使用外部高精準(zhǔn)參考電壓。 • 如果 PGA 可調(diào),增益系數(shù)一般是越小噪聲越低。 • 一般最好用到滿(mǎn)量程,此時(shí) AD 精度不浪費(fèi)。 • 如果有偏置,需要進(jìn)行自校。 嵌入式技術(shù)學(xué)習(xí),聯(lián)系宋老師企鵝號(hào):3524-6590-88 Tel/WX:173--1795--1908 以下課程可免費(fèi)試聽(tīng)C語(yǔ)言、電子、PCB、STM32、Linux、FPGA、JAVA、安卓等。 想學(xué)習(xí)的你和我聯(lián)系預(yù)約就可以免費(fèi)聽(tīng)課了。 |