逐次渐近型AD转换器1.docx
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逐次渐近型AD转换器1
一、设计目的
1.了解数一模和模一数转换的概念，数一模转换器和模一数转换器的用途。
移位寄存器和三态缓存器的一些用途。
2.数一模转换器和模一数转换器输入信号和输出信号间的关系。
3.D/A转换器和A/D转换器的主要性能指标，转换精度和转换速度的关系。
4.了解逐次渐进型A/D转换器的基本组成和工作原理。
5.增强动手能力，思考能力，阅读资料的能力。
二、设计要求
1）转换精度0.5%。
2）速度10000次/秒以上。
3）模拟电压输入范围为0V-5Vo
4）要求采取必要的提高抗干扰能力措施。
三、设计的总体结构
1、电路的总体原理框图
A/D转换器中因为输入模拟信号在时间上是连续的，而输出的数字信号是离散的，所以只能在一系列选定的瞬间对输入的模拟信号取样，然后再将这些取样值转化成输出的数字量。
取样后进行保持，量化和编码。
表㈠
名称
功能
CLK脉冲信号
主要用于输入脉冲信号
电压比较器
是用来比较两个输入模拟信号的大小
逐次渐近寄存器
用于送入数字信号
十位环形移位寄存器
控制逐次渐近的移位
三态输出缓冲器
寄存输出的数据
DAC
实现数字信号转换模拟信号，使之与模
拟信号进行比较
号
图一电路原理框图
2、电路原理
逐次渐进性A/D转换器转换开始时先将寄存器清零，那么加给D/A转换器的数字量也是全0。
转换控制信号VL变为高电平时开始转换，时钟信号首相将寄存器的最高位置而成1，使寄存器的输出为lOO-OOo该数字量被D/A转换器装换成相应的模拟电压V。
并送到比较器与输入信号VI进行比较.若结果V°>W,则数字过大，这个数字不要，应去掉；反之，保留。
依次用同样的方法将次高位置1,并进行比较V。
和V】的大小来确定该位是否要保留。
逐位比较下去，直到比较完为止。
将逐次渐进寄存器中的数字量送入缓冲寄存器，得到数字量的输出。
四、所用器件
电压比较器、553定时器构成的多谐振荡器、D触发器构成的环形移位寄器、JK
构成的逐次渐进寄存器、三态输出缓存器、DA转换器。
五、各部分电路设计
1、CLK设计电路
图二555定时器做成的多谐振荡电路
该电路为555定时器构成的多谐振荡器，其不需要外加触发信号，使其输入电压在险和险之间不停地往复变化，便能自动产生矩形脉冲。
通过调整R和C的大小便能调整周期
T=（Ri+2R2）CLn2
2、DAC转换电路电路
DAC0832输出的是电流，一般要求输出是电氐所以还必须经过一个外接
的运算放大器转换成电压。
实验线路如下图所示:
图三DAC转换电路
该电路实现的是将数字信号转换为模拟信号功能，并且具有高稳定度的参考电压源VREF和低漂移的运算放大器，能获得较高的转换精度。
该电路的精确度为1除以2的八次幕与1的差，为0.1%。
3、十位环形移位寄存器
环形移位寄存器首尾相接，即DgQs,那么在连续不断地输入时钟信号时寄存器里的数据将循环右移。
工作时Q1Q2Q3Qio置为1000,当笫一个CLK脉冲到达时移位寄
存器右移一位，使Q1Q2Q3•…Qio=OlO...O,3笫二个CLK脉冲到达时移位寄存器右移一位变成001...0,当CLK脉冲到达时依次右移,直到Q1Q2Q3....Qio变成000....1,第一次循环结束即A/D转换器完成一次转换。
图四十位环形移位寄存器
4、比较器
比较器时将一模拟信号与另一模拟信号进行比较的电路，比较器的输出取决于信号大的。
传输特性当U1当ux>Ur时，运放输出低电平。
因此以UR为界，当输入电压g变化时，输出端反映出两种状态，高电位和低电位。
表示输出电压与输入电圧之间关系的特性曲线，称为传输特性。
比集成运放的开环增益低，失调电压大，共模抑制比小；但其响应速度快，传输延迟时间短，而且不需外加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS和ECL等集成数字电路；有些芯片带负载能力很强，还可直接驱动继电器和指示灯
图五比较器
5、三态输出锁存器
74HC373DW_2V
图六三态输出锁存器
主要用于锁存A/D转换完的数字量ENG使能端是高电平有效，当其为高电平时，输出转换得到的数据，为低电平是时呈现高阻态。
六、整体电路图
见附图。
七、设计总结
1、设计过程中遇到的问题及解决方法
在这次设计中遇到了很多问题，让我觉得学的好多东西都是只是理论而不会运用，譬如什么是逐次渐近型？
输出乂该怎样寄存？
怎样进行比较两个信号的大小？
稳定性怎样提高？
精度及转换速率怎样提高？
1我看了看书查资料对逐次渐近型有了了解。
2运用电压比较器去进行比较。
3可以引用负反馈电路。
设计集成运放电路时，可以引入负反馈，增大电路的线性性。
增强稳定性。
4用具有高稳定度的参考电圧源VREF和低漂移的运算放大器，能获得较高的转换精度0832DAC来提高精度。
设讣成8位输出的逐次渐近型。
5如何减少器件的工作周期。
DAC0238的输出工作电流的稳定时间为lus,,可以比选择其他的元件节省很多时间。
CLK脉冲周期T二（R1+RJCJ,可以对R：
、R：
和C的值进行控制。
也改进移位存储器，以减小电路周期。
2、设计体会
课程设计让我深深体会到了“书到用时方恨少”，觉得自己是多么的不懂得运用知识联系实际，自己动手能力太差了。
同时不知道去搜集资料，觉得自己学识浅薄，平时不注意的东西我现在也要开始注意了，不知道还有那么多东西还要去学。
本以为自己已经了解了好多东西，经过这次之后才发现自己太自信了。
同时我也体会到团结的量，和同伴搭档，才会有最后的结果。
有时候一个人真的需要别人的帮助。
我们有许多不会的，但都尽最大努力去克服。
深刻的体会到我们还有好多东西去了解，学习。
以后我一定不会再以一种不在乎的态度去对待科学,去对待学习，要认真对待自己需要掌握的东西，一定。
3、对设计的建议
1希望下次能够用实物进行设计，充分体会真正的设计。
2希望下次设计时间长一些，能多设计儿套方案。
八、附图
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元件清单
数量描述
参考_ID
包装
74STD,7404N
Generic\N01
74HC.2V,74HC373
Generic\N02
九.
N2V
74STD,7432N
74STD,7408N
参考文献
1、《集成电路设计技术》
2、《集成电路设计技术》
3、《模拟集成电路》
4、《数字电子技术基础》
Generic\N01
U纽U<,
U：
Generic\N01
汪庆宝宿长源
陈贵灿张睿智等编著
宋焕明赵俊霞周志祥编
第五版阎石主编
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