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請教各位高手以下A/D轉(zhuǎn)換電路的詳細(xì)工作原理，不勝感激！ |
| 作者：yuhai718 欄目：技術(shù)交流 |
看到很多測量電路中都用到如下的A/D轉(zhuǎn)換電路，但小弟知識淺薄,琢磨了很久還是弄不太清楚其詳細(xì)的A/D轉(zhuǎn)換過程，故發(fā)出來請教各位學(xué)識淵博之士，望高手們不吝其才，幫小弟分析分析，謝謝！ 說明： （1）電路中“Sensor_V”為傳感器輸出的信號經(jīng)放大后的電壓； （2）“OUT”口是MCU的一個(gè)I/O口，由此輸出一方波，好像此方波與傳感器的電壓大小有關(guān)； （3）“IN_PORT”是A/D轉(zhuǎn)換的輸出，也輸出一個(gè)隨傳感器電壓變化的方波，此信號輸入到MCU的一個(gè)I/O口。
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| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/13 10:52:00 發(fā)布：
大家感覺怎樣,它的AD轉(zhuǎn)換過程到底是怎樣的? 還有各點(diǎn)的電壓和波形具體是什么樣的? |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/13 13:27:00 發(fā)布：
不好意思,各位,圖有點(diǎn)錯(cuò)誤,正確的現(xiàn)在補(bǔ)上來! 麻煩高手們幫幫忙,分析分析它的AD轉(zhuǎn)換過程!
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| 4樓： | >>參與討論 |
| 作者： awey 于 2006/7/13 13:48:00 發(fā)布：
原理不復(fù)雜，但描述起來比較麻煩 建議看看雙積分型AD轉(zhuǎn)換器的原理。 |
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| 5樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/13 14:45:00 發(fā)布：
我也知道是雙積分,但就是套來套去都不對,所以發(fā)上來向大家求助! |
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| 6樓： | >>參與討論 |
| 作者： yos 于 2006/7/13 15:26:00 發(fā)布：
這樣 這是一個(gè)“西格馬-得爾他”型（特殊符號打不出，沒辦法）AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)版本，原理如下： 1、運(yùn)放做“加法－積分器”，運(yùn)放的輸出：VC-VE＝sensor_V+方波電壓。 2、比較器做結(jié)果比較，當(dāng)（VC－VE）>VF時(shí)，輸出高電平。 3、方波電壓即為方波平均值，占空比不同，平均值不同。 4、單片機(jī)輸出不同占空比的方波，找出VD由高變低的臨界點(diǎn)，該點(diǎn)的占空比就表示sensor_V值。 不知這樣講清楚了不。 |
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| 7樓： | >>參與討論 |
| 作者： xuyaqi 于 2006/7/13 20:25:00 發(fā)布：
我認(rèn)為這是一個(gè)積分式AD轉(zhuǎn)換器 我認(rèn)為這是一個(gè)積分式AD轉(zhuǎn)換器，OUT輸出方波通過Q1為積分電容充電，Sensor_V電壓大小將影響充電的快慢。E點(diǎn)的電壓約為1.8v，F(xiàn)點(diǎn)的電壓約為0.6v，將是U1A，U2A反轉(zhuǎn)的閥值點(diǎn)。 當(dāng)要測電壓時(shí)，輸出方波記下開始時(shí)刻，等U2A反轉(zhuǎn)時(shí)記下結(jié)束時(shí)刻，這段時(shí)間和Sensor_V電壓是有函數(shù)關(guān)系的，Sensor_V電壓高，積分時(shí)間長反之積分時(shí)間短，因此測出積分時(shí)間，就知道了Sensor_V電壓。 |
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| 8樓： | >>參與討論 |
| 作者： yos 于 2006/7/13 21:21:00 發(fā)布：
xuyaqi大俠 若為積分式,何必用方波，out端用低電平或者高電平就可以了,低電平時(shí)積分器飽和,高電平時(shí)充電,用VD電平控制計(jì)時(shí)倒也可以得到結(jié)果.另外，如果用積分式，則電容要用精密電容，若為“西格馬－得爾他”式，則只要保證電源電壓達(dá)到精度要求就可以了。 * - 本貼最后修改時(shí)間：2006-7-14 8:23:38 修改者：yos |
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| 9樓： | >>參與討論 |
| 作者： xuyaqi 于 2006/7/14 8:27:00 發(fā)布：
用方波可延長積分的時(shí)間 用方波可延長積分的時(shí)間，便于精確測量時(shí)間，提高測量精度。 |
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| 10樓： | >>參與討論 |
| 作者： mike_le 于 2006/7/14 15:01:00 發(fā)布：
看不懂 做個(gè)記號，看高手講解 |
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| 11樓： | >>參與討論 |
| 作者： yos 于 2006/7/14 17:04:00 發(fā)布：
方波可不是為了延長積分時(shí)間喲 要延長積分時(shí)間，把R4加大些不就可以了，何苦繞這么大彎子呢。何況樓主已經(jīng)說明方波與sensor_V有關(guān)。 匠人的blog上有一篇精彩的文章講解“西格馬－得爾他”型AD轉(zhuǎn)換器的原理，大家可以去看看。當(dāng)然，樓主的3V電源可能不是精密電源，9015的飽和電壓也有比較大的離散性，運(yùn)放和比較器也不是精密器件，所以轉(zhuǎn)換結(jié)果不可能達(dá)到“西格馬－得爾他”的精度，有8位精度就不錯(cuò)了。 |
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| 12樓： | >>參與討論 |
| 作者： xuyaqi 于 2006/7/14 20:49:00 發(fā)布：
用加大R4延長積分時(shí)間靈活性小 用加大R4延長積分時(shí)間靈活性小，無法根據(jù)sensor_V信號電壓情況靈活調(diào)整積分時(shí)間，而用方波脈寬比就比較方便。 |
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| 13樓： | >>參與討論 |
| 作者： yos 于 2006/7/14 22:15:00 發(fā)布：
我們不要爭了. 其實(shí)兩種方法都是可以的,只是如果是我寫軟件,偏向于用“西格馬－得爾他”. 但按照圖中器件取值,積分時(shí)間常數(shù)這么大,約0.14秒,則應(yīng)該用積分式. |
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| 14樓： | >>參與討論 |
| 作者： awey 于 2006/7/15 14:24:00 發(fā)布：
雙積分AD轉(zhuǎn)換過程的簡單分析 樓主自己下面的分析正確。 * - 本貼最后修改時(shí)間：2006-7-22 11:06:53 修改者：awey |
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| 15樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/21 13:39:00 發(fā)布：
你好,yos朋友,可否留下QQ或郵箱,我們好好交流交流! 你好,yos朋友,可否留下QQ或郵箱,我們好好交流交流! 對于你的見解我覺得是對的,但具體還想和你討論討論!行嗎? 我的QQ是:9816553 |
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| 16樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/21 15:02:00 發(fā)布：
我目前是這樣做的,但結(jié)果總是不穩(wěn)定,為什么? 首先,根據(jù)圖中參數(shù):VE=1.8V,VF=0.6V; 第一步:OUT口輸出高電平,使Q1截止,從而對C1進(jìn)行固定時(shí)間(65ms)的恒流放電,放電電流為(1.8V-Sensor_V)/(R3+R4),對應(yīng)的C1的右邊即VC電壓線性上升; 第二步:當(dāng)65ms的固定放電時(shí)間到達(dá)后,OUT口立即輸出低電平,對C1進(jìn)行充電,并同時(shí)開始計(jì)時(shí),此時(shí)VC電壓開始線性下降,當(dāng)VC電壓下降到VF=0.6V時(shí)U2比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn),輸出低電平,產(chǎn)生一個(gè)下降沿使單片機(jī)發(fā)生中斷,此時(shí)停止計(jì)數(shù),并立即重復(fù)第一步的動(dòng)作進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期. 那么這段計(jì)時(shí)即為Sensor_V的AD轉(zhuǎn)換值,然而從我目前做的結(jié)果發(fā)現(xiàn),同一個(gè)Sensor_V電壓,轉(zhuǎn)換出來的時(shí)間AD值卻差別很大,有時(shí)相差幾十,有時(shí)相差幾百,總之很不穩(wěn)定,這么大的跳變使用取平均等濾波方式也無濟(jì)于事!下面為我目前做的各點(diǎn)的波形圖,大家來看看,討論討論到底為什么會這么不穩(wěn)定哪,很郁悶!
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| 17樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/21 15:10:00 發(fā)布：
補(bǔ)充說明上面的波形圖! 補(bǔ)充說明:上面波形圖中由于D點(diǎn)的波形低電平的時(shí)間很短,所以畫成了如圖的一條豎線!而且實(shí)際上,用示波器觀察D點(diǎn)的波形發(fā)覺其有時(shí)不能完全降低到0電平,只下降了一點(diǎn)點(diǎn)又變?yōu)楦唠娖搅?不知為什么?而且有時(shí)這個(gè)低電平稍微寬點(diǎn),有時(shí)又窄點(diǎn),為什么?難道是后面的比較器不行,反應(yīng)不夠快? 哦,我現(xiàn)在把電路中的LM358和LM393均換成了LM324,應(yīng)該不會有太大影響! E-mail:yuhai_718@126.com QQ:9816553 |
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| 18樓： | >>參與討論 |
| 作者： xuyaqi 于 2006/7/21 19:36:00 發(fā)布：
你的Sensor_V這么會是方波 你的Sensor_V這么會是方波，應(yīng)看作恒定電壓的直流。 |
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| 19樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/22 8:01:00 發(fā)布：
Sensor_V是一條直線,你說的那是VG即G點(diǎn)的波形! |
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| 20樓： | >>參與討論 |
| 作者： hpy013 于 2006/7/22 9:32:00 發(fā)布：
這是不錯(cuò)的討論，頂一下 |
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| 21樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/22 10:37:00 發(fā)布：
但是高手們怎么都不出招呢? |
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| 22樓： | >>參與討論 |
| 作者： awey 于 2006/7/22 11:27:00 發(fā)布：
雙積分AD的要求 1、電源：用于積分電容充電的電源不能用電路的供電電源，應(yīng)該用精密穩(wěn)壓的電源。 2、開關(guān)：用三極管做開關(guān)不好，三極管的飽和壓降不一致且隨溫度變化，最好改成場效應(yīng)管。 3、運(yùn)放：用低輸入偏置電流的運(yùn)放，場效應(yīng)管輸入型的。偏置電流是個(gè)很不穩(wěn)定的參數(shù)。 4、積分時(shí)間（很重要）：選65mS不合理，應(yīng)該選工頻周期的整數(shù)倍。因?yàn)殡p積分AD轉(zhuǎn)換時(shí)間較長，工頻干擾不可忽視，選工頻周期的整數(shù)倍可使干擾相互抵消。一般選100MS，因?yàn)?a target="_blank" href="http://m.58mhw.cn/icstock/450/100MS.html">100MS是50Hz與60Hz工頻周期的最小工倍數(shù)。 5、積分電容（很重要）：選電荷存儲效應(yīng)小的薄膜電容，如CBB的。不要用磁介等實(shí)質(zhì)電容。 * - 本貼最后修改時(shí)間：2006-7-28 8:59:04 修改者：awey |
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| 23樓： | >>參與討論 |
| 作者： yos 于 2006/7/22 11:40:00 發(fā)布：
分析一下 yuhai718: 圖很清晰,看圖分析一下 1.一般來說,這個(gè)電路的測量精度也就不到1%,看波形,放電時(shí)間為35mS左右,如果你計(jì)數(shù)的精度是1uS,那誤差350計(jì)數(shù)值也就是1%,合理的誤差.而且,你的計(jì)數(shù)程序也許還會有一些誤差.如果要提高精度,前面away大俠說得很清楚了. 2.低電平降不到0,比較器的輸入電壓是緩慢下降的,393工作在小信號狀態(tài),轉(zhuǎn)換時(shí)間較長,當(dāng)降到單片機(jī)輸入電平門檻后,單片機(jī)如果立即作出反應(yīng),輸入電壓馬上上升,就出現(xiàn)低電平不到0的情況. 如果單片機(jī)沒有及時(shí)反應(yīng),輸入電壓就會繼續(xù)下降,就可以降到0+比較器飽和電壓,低電平寬度與軟件響應(yīng)有關(guān). 3.358可以換成324,393最好不要換. * - 本貼最后修改時(shí)間：2006-7-22 11:50:14 修改者：yos |
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| 24樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/23 21:02:00 發(fā)布：
沒有朋友可以幫忙分析分析嗎? |
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| 25樓： | >>參與討論 |
| 作者： awey 于 2006/7/24 0:07:00 發(fā)布：
不知道還要怎么分析？還不夠詳細(xì)嗎？ |
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| 26樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/24 9:54:00 發(fā)布：
沒有高手來說說嗎? |
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| 27樓： | >>參與討論 |
| 作者： awey 于 2006/7/24 10:26:00 發(fā)布：
樓主認(rèn)為這里哪個(gè)是高手就直接點(diǎn)名得了 |
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| 28樓： | >>參與討論 |
| 作者： yos 于 2006/7/24 11:46:00 發(fā)布：
樓主很沒有禮貌 |
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| 29樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/26 19:02:00 發(fā)布：
不好意思,謝謝大家,我沒注意已翻到第二頁了! 真是謝謝大家,真是對不起,我總在第一頁看,發(fā)覺沒人回貼,剛剛才發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有第二頁了,再次說聲:謝謝大家! 可是現(xiàn)在的問題是,我這些器件的供電都用電池了,但還是不行,而且將圖中的運(yùn)放和比較器都換成了TL084,積分電容當(dāng)然是CBB電容,三極管也換成了場管,但依然有很大的跳動(dòng),真是急人啊! |
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| 30樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/26 19:04:00 發(fā)布：
真的很感謝大家,請你們原諒,我沒注意已經(jīng)到第二頁了! |
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| 31樓： | >>參與討論 |
| 作者： awey 于 2006/7/26 19:47:00 發(fā)布：
3V供電怎么可以用TL084？ |
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| 32樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/27 8:47:00 發(fā)布：
哦,謝謝大家,我現(xiàn)在把電壓改成5V在試! |
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| 33樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/27 14:19:00 發(fā)布：
對不起,yos朋友,我真的沒看到 |
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| 34樓： | >>參與討論 |
| 作者： awey 于 2006/7/29 9:15:00 發(fā)布：
有結(jié)果嗎？ |
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| 35樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/7/31 16:54:00 發(fā)布：
還是不行啊,想不通到底為什么? |
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| 36樓： | >>參與討論 |
| 作者： yuhai718 于 2006/8/1 14:23:00 發(fā)布：
朋友們,幫忙想想,是不是還有什么地方被我忽略了哪? |
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