1. 转换精度
单片集成A/D转换器的转换精度是用分辨率和转换误差来描述的。
(1)分辨率——它说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。
A/D转换器的分辨率以输出二进制(或十进制)数的位数表示。从理论上讲,n位输出的A/D转换器能区分2n个不同等级的输入模拟电压,能区分输入电压的最小值为满量程输入的1/2n。在最大输入电压一定时,输出位数愈多,量化单位愈小,分辨率愈高。例如A/D转换器输出为8位二进制数,输入信号最大值为5V,那么这个转换器应能区分输入信号的最小电压为19.53mV。
(2)转换误差——表示A/D转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。常用最低有效位的倍数表示。例如给出相对误差≤±LSB/2,这就表明实际输出的数字量和理论上应得到的输出数字量之间的误差小于最低位的半个字。
2. 转换时间
指A/D转换器从转换控制信号到来开始,到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间。
不同类型的转换器转换速度相差甚远。其中并行比较A/D转换器转换速度最高,8位二进制输出的单片集成A/D转换器转换时间可达50ns以内。逐次比较型A/D转换器次之,他们多数转换时间在10~50μs之间,也有达几百纳秒的。间接A/D转换器的速度最慢,如双积分A/D转换器的转换时间大都在几十毫秒至几百毫秒之间。在实际应用中,应从系统数据总的位数 、精度要求、输入模拟信号的范围及输入信号极性等方面综合考虑A/D转换器的选用。
例10.2.1 某信号采集系统要求用一片A/D转换集成芯片在1s(秒)内对16个热电偶的输出电压分时进行A/D转换。已知热电偶输出电压范围为0~0.025V(对应于0~450℃温度范围),需要分辨的温度为0.1℃,试问应选择多少位的A/D转换器,其转换时间为多少?
解:对于从0~450℃温度范围,信号电压范围为0~0.025V,分辨的温度为0.1℃,这相当于 的分辨率。12位A/D转换器的分辨率为 ,所以必须选用13 位的A/D转换器。
系统的取样速率为每秒16次,取样时间为62.5ms。对于这样慢的取样,任何一个A/D转换器都可以达到。可选用带有取样-保持(S/H)的逐次比较型A/D转换器或不带S/H的双积分式A/D转换器均可。
本文关键字: A/D转换器
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