双积分型ADC的工作过程

模拟技术

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描述

双积分型ADC基于V-T变换的比较测量原理,先将模拟电压转换成与其大小成正比的时间间隔,再利用基准时钟源并通过计数器将时间间隔转换成数字量输出。

计数器

双积分型ADC是通过对两次积分过程(对被测电压的定时积分和对 参考电压的定值积分 )的比较,从而得到被测电压值。上图是双积分型ADC的电路原理框图,主要包括积分器、过零比较器、计数器以及逻辑控制电路。

双积分型ADC的工作过程分为三个阶段,分别是 复零阶段 、 定时积分阶段 、 定值积分阶段 。

计数器

1、复零阶段(t0-t1) :在此阶段开关S2闭合T0时间,电容C短路,积分器的输出回归到零;

2、定时积分阶段(t1-t2) :在此阶段接入被测电压,此时积分器的输出Vo从零开始线性增长,经过规定的T1时间后增长到最大值Vom,此时有

计数器

3、定值积分阶段(t2-t3) :在此阶段接入与被测电压符号相反的参考电压,使积分器的输出Vo从Vom开始线性减小至零,此时有

计数器

整理公式(1)、(2)可得

计数器

由于T1、T2是对周期为T0的时钟信号计数得到的,计数值分别为N1、N2,因此有

计数器

整理公式(3)、(4)可得

计数器

由于N1、Vr为定值,因此

计数器

其中e称为双积分型ADC的刻度系数。

通过公式(6)发现,可以通过计数结果N2表示被测电压Vi,因此,N2即为双积分型ADC的转换结果。

以上就是本次分享的全部内容,谢谢大家!

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