数据采集与处理技术_7资料.ppt

* 7.3 系统A／D通道的确定 表15-2 A／D转换器的各项误差 误差源 性 能 误 差 量化误差 (±1 / 2) LSB 0.012% 微分线性度误差 (±1 / 2) LSB 0.012% 微分线性度温漂误差 [(2～5) ×106 / ℃]×25℃ 0.005%～0.0125% 偏移温漂误差 5 ×106 / ℃×25℃ 0.0125% 增益温漂误差 [ (10～20) ×106 / ℃]×25℃ 0.025%～0.05% 电源电压变化 1×0.002% 0.002% 长周期变化 0.02% 总误差（最坏情况） 0.096%～0.1135% 总静态误差（均方根值） 0.0404%～0.0581% 由表15-2可以看出，所有误差都恰好在同一级的可能性极小，而静态误 差则又可能过于乐观，因为毕竟误差源的数目较少。 * 7.3 系统A／D通道的确定 A／D转换器的误差介于0.04～0.1135%之间。 注意: 12位A／D转换器的1LSB是满量程值的0.024%，当温度改变了25℃时，相对精度可能被降低1～2位。 * 7.3 系统A／D通道的确定 2. 系统A／D通道方案的确定 不带采样／保持器的A／D通道 图15-1 不带采样／保持器的A／D通道 * 7.3 系统A／D通道的确定 模拟输入信号的最大变化率与A／D转换器的转换速率有如下关系： ( 15-1 ) 式中: tCONV —A／D转换器的转换时间； FSR—A／D转换器的满量程电压； n —A／D转换器的位数。 * 7.3 系统A／D通道的确定 例如，FSR=10V，n=11，tCONV=0.1s，则 模拟输入信号电压最大变化率为 （V/s）。 当实际U1的变化率 时，可以 不用采样／保持器。 * 7.3 系统A／D通道的确定 带采样／保持器的A／D转换通道 当模拟输入信号变化率较大时，A／D 通道需要使用采样／保持器。 模拟输入信号的最大变化率取决于采样 ／保持器的孔径时间tAP，其模拟输入信号的最大变化率为 ( 15-2 ) * 7.3 系统A／D通道的确定 如果将保持命令提前发出，提前的时间 与孔径时间相等时，则模拟输入信号的最大 变化率取决于孔径不定△tAP 【例15.3】 采样频率fS=100kHz，FSR=10V， △tAP =3ns，n=11，确定采样频 率是否太高？ * 7.3 系统A／D通道的确定 解： (V/?s) =1 (V/?s) ∵ ∴ fS不高 * 7.3 系统A／D通道的确定 当fS =200kHz时，若其它值不变，则 (V/?s) =2 (V/?s) fS太高了！ A／D转换不能正常进行。 并不是只要有采样／保持器，采样频率就不受限制，而是仍然存在最高采样频率的限制。 * 7.3 系统A／D通道的确定 带采样／保持器的A／D通道的形式有以下几种。 多通道共享采样／保持和A／D转换器 图15-2 多路通道共享采样／保持和A／D转换器 * 7.3 系统A／D通道的确定 每路信号的吞吐时间tTH ( 15-3 ) 如果系统对N路信号进行等速率采样，且 模拟开关切换时间 tMUX tST+tCONV ， tMUX可 忽略不计。 * 7.3 系统A／D通道的确定 则任一通道相邻两次采样时间间隔至少为NtTH，故每个通道的吞吐率为： ( 15-4 ) * 7.3 系统A／D通道的确定 由采样定理可知，信号最高频率应满足 ( 15-5 ) 【例15.4】 设数据采集系统为8路巡回采集， A／D转换器的位数为8位，信号幅 值Um=FSR，tAC=3?s，tST=2?s， △tAP=3ns，tCONV=40?s * 7.3 系统A／D通道的确定 ( kHz ) 由于 ，信号的上限频率取决 于每路信号的吞吐时间，使得数据采集系统 的速度得到充分的发挥。 解: 由式（15-5）可得fmax =1.3