模拟-数字信号转换原理.ppt

模拟信号 数字信号转换原理 基本概念模拟 数字转换数字 模拟转换在产品中的应用 基本概念 模拟信号时间连续 取值连续信号的原始形态 温度压力重量声音图像传输过程中 抗干扰差 有噪声积累 保密性差处理电路不易于集成 体积大 功耗大 基本概念 数字信号时间离散 取值离散信号处理的中间形式传输过程中 抗干扰好 无噪声积累便于存储 处理和交换 保密性好处理电路易于集成 设备体积小 基本概念 信号转换ADC 模拟信号转换为数字信号的电路DAC 数字信号转换为模拟信号的电路 基本概念模拟 数字转换数字 模拟转换在产品中的应用 模拟 数字转换 转换过程四个步骤 采样 保持 量化 编码 模拟 数字转换 采样 保持工作波形电路原理 模拟 数字转换 量化和编码量化 将离散信号的幅度变化为某个最小单位的整数倍 这个最小单位称为量化单位量化误差 由于舍入产生编码 把量化的数值用二进制代码表示量化单位越小 量化误差就越小 但最终编码结果的位数也会越多 模拟 数字转换 ADC指标分辨率 引起输出变动1个LSB时 输入模拟信号的变化量 通常用位数表示 转换误差 实际输出和理想值的相对误差 通常用LSB的倍数表示转换时间 完成一次转换需要的时间输出值 D A Vref 2n 1 A 模拟输入Vref 参考电压n ADC位数 模拟 数字转换 ADC分类并行比较型逐次逼近型 型 积分型 模拟 数字转换 并行比较型ADC直接转换型 速度快N位转换需要2n 1个比较器 电路规模大 成本高用于高速信号转换场合 例如视频信号 模拟 数字转换 逐次逼近型ADC逐位比较 转换速度慢 N位需要N个时钟周期 电路规模小 成本低最常用的ADC 模拟 数字转换 型ADC间接型转换 过采样 噪声成形 数值滤波和抽取分辨率高 通常为16位 24位 高精度型ADC适合极低频率的信号 直流信号 的转换成本高 通常用于高精度信号转换 基本概念模拟 数字转换数字 模拟转换在产品中的应用 数字 模拟转换 DAC指标分辨率 通常用位数表示转换误差 实际输出值和理论值的最大偏差转换时间 从输入数字量到输出模拟量的时间输出值 A D 2n 1 VrefD 数字输入Vref 参考电压n DAC位数 数字 模拟转换 DAC原理 倒T型电阻网络型 基本概念模拟 数字转换数字 模拟转换在产品中的应用 在产品中的应用 模拟 数字转换的应用模拟传感器 吊重 高度 幅度 风速 输出的是0 5V模拟信号 要转换为数字信号使用STM32F10 x芯片集成的ADC 分辨率12位 逐次逼近型为滤除高频干扰 模拟信号要先做低通滤波STM32F10 x芯片内部的ADC参考电压是3 3V 因此模拟信号进入ADC之前要进行分压 在产品中的应用 模拟 数字转换的应用模拟传感器 吊重 高度 幅度 风速 输出的是0 5V模拟信号 要转换为数字信号使用STM32F10 x芯片集成的ADC 分辨率12位 逐次逼近型为滤除高频干扰 模拟信号要先做低通滤波STM32F10 x芯片内部的ADC参考电压是3 3V 因此模拟信号进入ADC之前要进行分压 在产品中的应用 数字 模拟转换的应用PM530S屏亮度调整电路使用了简化版的DAC简化DAC PWM加RC低通滤波 适合精度要求不高的场合 在产品中的应用 数字 模拟转换的应用PWM波 周期性方波 占空比可变