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双斜坡ADC技术及应用

工程师
2019-09-24 16:56:10    评分
从历史角度来看,精确A/D转换最古老但却是最长用的形式之一是双斜坡ADC。这个技术自1950年以来就一直被广泛使用。它本质上是一个两步的过程:首先,输入电压(代表需要测量的信号)被转换为电流,通过开关S1,施加在积分器的输入上。当积分器连接到输入之后(积分循环或孔径的开始),积分逐渐增加直至积分循环或孔径的结束,这时输入与积分器断开连接。现在,精确的已知电流通过开关S2连接到积分器上,积分器渐渐减小直至跨越零点。在这个时候,高分辨率的计数器开始测量积分器从开始下降至零点所花费的时间。测量得到的时间相对于积分时间和参考是与输入信号幅值成正比的。见图1。








图1:双斜坡转换器方块图

这个方法现在仍然用于许多高分辨率的数字万用表中。它具有简单性和精确性的优点。延长积分次数,您可以将分辨率提高到理论限制。但是,以下设计局限将最终影响产品性能:


  • 必须补偿积分电容的电介质吸收,即便对于需要复杂标定过程的高质量积分电容也需要补偿。

  • 和参考源一样,信号必须通过门打开或关闭。这个过程可能会将电荷注入到输入信号中。电荷注入可能会导致输入相关的误差(非线性),在较高分辨率下(六位半或更高)这些误差难以补偿。

  • 下降时间大大降低了测量速度。下降速度越快,由比较延迟、电荷注入等带来的误差也会更大。


有些拓扑结构在积分器之前使用跨导,将电压转化为电流,之后使用“电流驱动”网络将电荷注入降至最低。不幸的是,这个附加的模块会引入额外的复杂度和可能的误差。

尽管存在这些设计上的局限性,双斜坡转换器用于大量数字万用表中,从最常见的工作台或现场服务工具直至高精度、度量学级别的高分辨率数字万用表。与大多数集成A/D技术相同,它们具有提供较好噪声抑止的优点。将积分周期设置为1/PLC(电源线频率)的倍数,可以使A/D抑止线频率噪声——这是我们希望得到的结果。





关键词: 双斜坡     ADC     A/D     数字万用表    

助工
2019-09-24 21:42:07    评分
2楼

还是第一次了解,惭愧


助工
2019-09-24 21:45:37    评分
3楼

这样的ADC转换器,好像不多见


助工
2019-09-24 21:52:01    评分
4楼

我只了解:积分型ADC、逐次比较型SAR


助工
2019-09-24 21:55:26    评分
5楼

方块图来看,这个双斜波还挺有意思、挺不错的!


助工
2019-09-24 22:58:11    评分
6楼

学习一下


菜鸟
2019-09-30 18:15:18    评分
7楼

学习了


助工
2019-10-02 22:54:18    评分
8楼

感谢分享


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