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adc作用及其取样和保持

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供稿:中国工控网 2016/3/23 16:13:36

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  • 关键词: adc 模数变换器 A/D转换
  • 摘要:A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,因此,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中,这些过程有的是合并进行的,例如,取样和保持,量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。

adc,其英文全称为Analog-to-Digital Converter,指模/数转换器或者模拟/数字转换器。adc中文译名为模数变换器 。adc一般分类为IP与多媒体 。ADC将模拟输入信号转换成数字信号的电路或器件。模数转换器的实例有逐次逼近ADC,电压-频率(V/F)转换器,双斜率ADC和高速闪烁ADC。模数转换器也称为数字化仪。

A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,因此,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中,这些过程有的是合并进行的,例如,取样和保持,量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。 

adc的作用

将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。真实世界的模拟信号,例如温度、压力、声音或者图像等,需要转换成更容易储存、处理和发射的数字形式。模/数转换器可以实现这个功能,在各种不同的产品中都可以找到它的身影。

adc术语表

ADC Analog-to-Digital Converter 模/数转换器,模拟/数字转换器
ADC Add With Carry 进位加法
ADC Adaptive Data Compression 自适应数据压缩
ADC Automated Defect Classification Software 故障自动分类[软件]

adc取样和保持 

取样是将随时间连续变化的模拟量转换为时间离散的模拟量。取样过程示意图如图1所示。图(a)为取样电路结构,其中,传输门受取样信号S(t)控制,在S(t)的脉宽τ期间,传输门导通,输出信号vO(t)为输入信号v1,而在(Ts-τ)期间,传输门关闭,输出信号vO(t)=0。电路中各信号波形如图(b)所示。

图1 取样电路结构(a)

图1 取样电路中的信号波形(b)

通过分析可以看到,取样信号S(t)的频率愈高,所取得信号经低通滤波器后愈能真实地复现输入信号。但带来的问题是数据量增大,为保证有合适的取样频率,它必须满足取样定理。

取样定理:设取样信号S(t)的频率为fs,输入模拟信号v1(t)的最高频率分量的频率为fimax,则fs与fimax必须满足下面的关系fs≥2fimax,工程上一般取fs>(3~5)fimax。

将取样电路每次取得的模拟信号转换为数字信号都需要一定时间,为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值,每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。

 

 


审核编辑(王雪)
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