JHJ_BABY

导航

AD转换的分辨率概念 (转载)

大家看一下下面的例子:

(1)       在总长度为5米的范围里,平均分布6棵树(或说6个元素),算出每科树(或说每个元素)的间隔?

解:每棵树(或说每个元素)应该这样分布:

在开头0米处种第1棵(记为0号树)

在1米处种第2棵(记为1号树);

在2米处种第3棵(记为2号树);

在第5米(即终点)处种第6棵(记为5号树)

所以,每棵树的间隔(或分辨率)的算法是:总长度/(长度内总元素-1)

即:5米/(6-1)棵=1米/棵

每隔1米有1棵树,这个道理大家都很清楚,应该没有人说分辨率=总长度/长度内总元素=5/6=0.83米,

即每隔0.83米有1棵树吧??? XXX, 再看例子(2)

(2)       在总长度为5米的范围里,平均分布256棵树,算出每棵树的间隔?

解:总长度=5;长度内总元素=256

所以:按上述算法,每棵树的间隔(或分辨率)=5/(256-1)=0.019607843

即:0号树的位置,即第1棵树的位置=0*0.019607843=0(米)

    1号树的位置,即第2棵树的位置=1*0.019607843=0.019607843(米)

100号树的位置,即第101棵树的位置=100*0.019607843=1.9607843(米)

255号树的位置,即第256棵树的位置=255*0.019607843=4.99999997=5(米)

(3)           在总电压为5V的范围里,平均分布256个元素(0-ff),算出每个元素的间隔?

解:总电压=5V;长度内总元素=256 (0-ff)

所以:每元素的间隔(或分辨率)=5/(256-1)=0.019607843

即:0号元素的位置,即AD<00>的电压=0*0.019607843=0(V)

100号元素的位置,即AD<64>的电压=100*0.019607843=1.9607843(V)

255号元素的位置,即AD<ff>的电压=255*0.019607843=4.99999997=5(V)

(4)           AD转换的分辨率=参考电压/(总元素-1)

当AD为8位,总元素=256(ff)取参考电压=Vdd=5V时

分辨率=5/(256-1)= 0.019607843

当AD=255时,AD转换值=255*0.019607843=4.99999997=5(V)

如这样算:转换值=255*(5/256)=4.98046875=4.98(V)   结果就错了,我们看看用这种算法算算例(1)看看:

每棵树的间隔(或分辨率)=总长度/长度内总元素=5/6=0.8333333333

即:0号树的位置,即第1棵树的位置=0*0.8333333333=0(米)

    1号树的位置,即第2棵树的位置=1*0.8333333333=0.8333333333(米)

5号树的位置,即第6棵树的位置=5*0.8333333333=4.166666666(米)

      可见,最后的元素不在终点5米处,很明显不把总元素减1的算法是不对的,忽略了有一个元素在0的位置啊。

***以前我用C51在设计产品的时候,我都综合参考很多书籍,有些书说“8AD位的除以256; 10AD位的除以1024” ,也有些书说“8AD位的除以255; 10AD位的除以1023”,从上面的分析看,显然后者是对的,这也是我产品设计中的心得, 欢迎再次讨论。

 

AD转换器的主要技术指标

1)分辩率(Resolution) 指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量,定义为满刻度与2n的比值。分辩率又称精度,通常以数字信号的位数来表示。

2)转换速率(Conversion Rate)是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD,逐次比较型AD是微秒级属中速AD,全并行/串并行型AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念,是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成,采样速率(Sample Rate)必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是ksps和Msps,表示每秒采样千/百万次(kilo / Million Samples per Second)。

3) 量化误差(Quantizing Error) 由于AD的有限分辩率而引起的误差,即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD(理想AD)的转移特性曲线(直线)之间的最大偏差。通常是1 个或半个最小数字量的模拟变化量,表示为1LSB、1/2LSB。

4)偏移误差(Offset Error) 输入信号为零时输出信号不为零的值,可外接电位器调至最小。

5)满刻度误差(Full Scale Error) 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。

6)线性度(Linearity) 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移,不包括以上三种误差。

其他指标还有:绝对精度(Absolute Accuracy) ,相对精度(Relative Accuracy),微分非线性,单调性和无错码,总谐波失真(Total Harmonic Distotortion缩写THD)和积分非线性。

在以上技术指标中,我们主要关注分辨率、转换速率和采样时间。

posted on 2014-03-17 16:10  JHJ_BABY  阅读(6483)  评论(0)    收藏  举报