se7ens 发表于 2024-8-9 16:30

读图灵电子与电气工程丛书，赏三种ADC电路

本帖最后由 se7ens 于 2024-8-9 16:36 编辑

<p>RT</p>

<p>原文4.2章节中，作者提到了ADC离不开DAC</p>

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<p>并提出了下图所示用DAC和比较器构成的ADC</p>

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<p>如果用DAC的输出值去逐一对比输入信号值，那么最终应该会得到近似输入值的一个DAC值（通常不是完全相等）</p>

<p>当然逐一对比肯定不是一个好方法，通常会采用取中间值的方法来快速得到近似输入值的DAC，这就是所谓的逐次逼近法</p>

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<p>那么通常的ADC实现方法如下</p>

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<p>第一种，梯形电路法</p>

<p>这种很直观方法是利用量化好的DAC输入跟输入信号对比，最终近似的DAC结果就是输入信号的ADC转化结果</p>

<p>假设垂直方向串联的电阻阻值都是R，那么不难推算处每个Di输入端串联的电阻大小：</p>

<p><img alt="R(Di)=(i+1)R*(2^{8-i}-i-1)" src="https://bbs.eeworld.com.cn/gif.latex?R%28Di%29%3D%28i&amp;plus;1%29R*%282%5E%7B8-i%7D-i-1%29" /></p>

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<p>当然这个电路的缺点也很明显： 需要太多的DAC输入端口了，想象一下如果是10bit或者12bit的，那么在器件选型方面一定非常痛苦</p>

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<p>争对这个问题，后面的两种实现方法就比较巧妙了</p>

<p>第二种方法，PWM斜坡法，根据不同的PWM占空比来模拟不同的参考输入，当比较器翻转的时候，对应的占空比就是输入信号的对应满量程的占比；</p>

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<p>第三种方法阶跃响应法类似第二种，根据RC电路的时间来计算输入信号的幅度，值得注意的是这个时间转换不是线性的，可能存在比较大的误差</p>

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<p>以上就是对ADC部分的一个简要总结，虽然之前有了解一些ADC相关的知识，但是本书的讲解让人对ADC的理解更加深入和透彻了</p>

<p>l</p>

maychang 发表于 2024-8-9 16:48

<p>【后面的两种实现方法就比较巧妙了】</p>

<p>要说巧妙，这两种方法都比不过双积分式ADC电路。双积分式ADC典型芯片有ICL7107和ICL7135等。</p>

se7ens 发表于 2024-8-9 18:20

maychang 发表于 2024-8-9 16:48
【后面的两种实现方法就比较巧妙了】

要说巧妙，这两种方法都比不过双积分式ADC电路。双积分式ADC典型芯 ...

<p>多谢提示，后续研究下你说的这款ADC</p>

maychang 发表于 2024-8-9 18:34

se7ens 发表于 2024-8-9 18:20
多谢提示，后续研究下你说的这款ADC

<p>首帖谈到的第二种电路，电阻R的数值变化，电容C的数值变化，PWM的频率变化&hellip;&hellip;都会影响转换的结果，第三种电路也是一样。双积分AD的长处就在于：这种转换方式需要一个时钟，但时钟频率并不要求准确，也使用电阻和电容，但电阻电容数值变化并不影响AD转换结果，只要求在一次AD转换过程中（不到0.1秒）时钟频率以及电阻电容数值没有变化。</p>

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gmchen 发表于 2024-8-11 09:56

<p>现在应用更多的是<img alt="\Sigma -\Delta" src="https://bbs.eeworld.com.cn/gif.latex?%5CSigma%20-%5CDelta" />型ADC<img height="48" src="https://bbs.eeworld.com.cn/static/editor/plugins/hkemoji/sticker/facebook/smile.gif" width="48" /></p>

se7ens 发表于 2024-8-12 14:47

maychang 发表于 2024-8-9 18:34
首帖谈到的第二种电路，电阻R的数值变化，电容C的数值变化，PWM的频率变化&hellip;&hellip;都会影响转换 ...

<p>网上找了个资料看了一下，这个设计复杂很多了</p>

<p>利用电容的积分时间来衡量输入电压和参考电压</p>

<p>最终输入电压和参考电压的关系如下</p>

<p><img alt="\frac{Vi}{Vref}=\frac{T2}{T1}" src="https://bbs.eeworld.com.cn/gif.latex?%5Cfrac%7BVi%7D%7BVref%7D%3D%5Cfrac%7BT2%7D%7BT1%7D" /></p>

<p>T1为第一次积分时间，为所有计数器状态全部翻转一次的时间2^n*Tc</p>

<p>T2为第二次积分时间，为-Vref经过RC放电后使得Vo为0的时间</p>

<p>如果令Vref为2^n，那么计数器在T2的时间内计数（<img alt="\lambda" src="https://bbs.eeworld.com.cn/gif.latex?%5Clambda" />）就是输入电压的大小</p>

<p>这个想法妙不可言</p>

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高级灰0090 发表于 2024-10-7 12:15

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