電子天平芯片ADC分類(一)
1,、逐次逼近類:該類型集成電路包括1個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器,、1個(gè)比較器、1個(gè)逐次逼近寄存器與1個(gè)邏輯控制單元。用比較器和計(jì)數(shù)邏輯器件完成轉(zhuǎn)換,,所需的時(shí)鐘周期與執(zhí)行轉(zhuǎn)換所需輸出位數(shù)相同。
它的基本工作原理是:采樣輸入信號與已知電壓不斷進(jìn)行比較,,1個(gè)時(shí)鐘周期完成1位轉(zhuǎn)換,,N位轉(zhuǎn)換需要N個(gè)時(shí)鐘周期,轉(zhuǎn)換完成,,即輸出二進(jìn)制數(shù),。電子秤中采用該類型時(shí),需要注意在傳感信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換之前需要增益與濾波,。
電子天平逐次逼近類分為開關(guān)電容類,、流水線類、多路輸入類,。常見逐次逼近集成電路有ADC0808,、ADC0809(8位)、ADC1210(12位),、AD574(12位),。
2,、∑-Δ類:該類型集成電路包括主要完成信號抽樣及增量編碼,它給數(shù)字抽取濾波器提供增量編碼的模擬∑-Δ調(diào)制器與完成對∑-Δ碼的抽取濾波的數(shù)字抽取濾波器
它的基本工作原理是:根據(jù)前一量值與后一量值的差值的大小來進(jìn)行量化編碼,。該類型集成電路主要應(yīng)用于高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),、多媒體、地震勘探儀器,、聲納等電子測量域,。另外,當(dāng)轉(zhuǎn)換速率相同的條件下,,∑-Δ類比積分型與逐次逼近型集成電路的功耗大
3.閃速類:該類型集成電路具有轉(zhuǎn)換速率zui快,、功耗大、所需比較器數(shù)目大等特點(diǎn)
4,、積分類:該類型中的雙積分式集成電路包括積分器,、零電壓比較器、計(jì)數(shù)器,、控制邏輯,、標(biāo)準(zhǔn)電壓等單元組成
其基本工作原理:經(jīng)過兩次積分將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔,同時(shí),,在此時(shí)間間隔內(nèi)利用計(jì)數(shù)器對時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),,以實(shí)現(xiàn)模擬轉(zhuǎn)換數(shù)字。該類型集成電路主要在中速/較低速,、中等精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及智能儀表一起中應(yīng)用,。該類型集成電路具有分辨率高、功耗低,。抑交流噪聲強(qiáng),、抑制高頻噪聲強(qiáng)、精度高,、轉(zhuǎn)換速度慢等特點(diǎn),。積分法A/D轉(zhuǎn)換種類包括雙斜率、單斜率,、多謝率,。常見的雙積分AD類集成電路有MC14433(3
5,、壓頻變換類:該類型集成電路主要應(yīng)用于中速/較低速,、中精度的數(shù)據(jù)采集與智能儀器儀表中
6、分級類:該類型集成電路主要應(yīng)用于高度情況下的瞬態(tài)信號處理,、視頻信號量化,、高速數(shù)據(jù)采集、高速數(shù)字通信技術(shù)等域
7,、流水線類:該類型集成電路包括一些級聯(lián)電路,,每一級電路又包括1個(gè)采樣/保持放大器,、1個(gè)低分率ADC、1個(gè)求和電路,。N位轉(zhuǎn)換器分成兩端以上的子區(qū)來完成,。級電路的采樣/保持器對輸入信號取樣后,先由一個(gè)m位分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器對輸入進(jìn)行量化,,接著用一個(gè)至少n位精度的乘積型數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一個(gè)對應(yīng)于量化結(jié)果的模擬電平,并送至求和電路,,求和電路從輸入信號中扣除此模擬電平,,并將差值放大某一固定增以后輸入下一級電路處理。經(jīng)過各級這樣的處理后,,zui后由一個(gè)叫高精度的K位A/D轉(zhuǎn)換器對殘余信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換,。
該類型集成電路具有低失調(diào)、良好線性,、高精度,、高分辨、低功率,、偏置結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、基準(zhǔn)電路復(fù)雜等。該類型集成電路主要應(yīng)用于瞬態(tài)信號處理,、高速數(shù)據(jù)采集,、視頻信號量化、高速數(shù)字通信技術(shù)域,。
脈動(dòng)類:該類型集成電路主要應(yīng)用于高速,、廣播衛(wèi)星中的基帶解調(diào)等
折疊類:該類型集成電路主要應(yīng)用與高速、廣播衛(wèi)星中的基帶解調(diào)等
并行比較類:該類型集成電路包括電壓比較器,、寄存器,、編碼器。該類型集成電路幾本工作原理是:所有位轉(zhuǎn)換同時(shí)完成,,其轉(zhuǎn)換時(shí)間主要取決于編碼器的傳輸時(shí)間延遲,、比較器的開關(guān)速度等。該類型集成電路具有轉(zhuǎn)換速度快,、價(jià)格高,,高速ADC大多采用這種結(jié)構(gòu),而且分辨率不高,、功耗大,,具有“火花碼”現(xiàn)象
技術(shù)式類:該類型集成電路具有結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)換速度慢,、精度低,、實(shí)際應(yīng)用少等特點(diǎn)
壓頻變換類“該類型集成電路基本工作原理是:先將輸入模擬信號的電壓轉(zhuǎn)換成頻率與其成正比的脈沖信號,,然后在固定的時(shí)間間隔內(nèi)對次脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)結(jié)果即為正比于輸入模擬電壓信號的數(shù)字量,。該類型集成電路具有精度高,、價(jià)格較低、功耗較低,、轉(zhuǎn)換速率收到限制等特點(diǎn)
靜態(tài)ADC:一般是雙積分電路,、分辨率為16~20位等特點(diǎn)。
動(dòng)態(tài)ADC:一般是三積分電路等特點(diǎn)
直接法ADC:通過一套基準(zhǔn)電壓與取樣保持電壓進(jìn)行比較,,從而直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,。其特點(diǎn)是工作速度高,轉(zhuǎn)換精度容易保證
間接法ADC:將取樣后的模擬信號先轉(zhuǎn)換成時(shí)間t或頻率f,,然后再將t或f轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,。其特點(diǎn)是工作速度較低,但轉(zhuǎn)換精度可以做的較高,,且抗干擾性強(qiáng),,一般在測試儀表中用的較多