江西农业大学：《数字逻辑》课程教学资源（PPT讲稿）第八章 数/模与模/数转换——8.2 ADC 8.2.1 AD转换基本原理

8.2.1A/D转换基本原理 AD转换目标：将时间连续、幅值也连续的模 拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号。 四个步骤：采样、保持、量化、编码。 1.采样与保持 (1)将一个时间上连续变化的模拟量转换成 时间上离散的模拟量称为采样

8.2.1 A/D转换基本原理 A/D转换目标：将时间连续、幅值也连续的模 拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号。 四个步骤：采样、保持、量化、编码。 1. 采样与保持 （1）将一个时间上连续变化的模拟量转换成 时间上离散的模拟量称为采样

取样器 取样定理：设 x() y(t) 取样脉冲s)的频率 s(t) 为f,输入模拟信 号x()的最高频率 x( 分量的频率为∫max, 必须满足 t输入模拟信号 f≥2fmax y()才可以正 t取样脉冲 确的反映输入信号 (从而能不失真地恢 复原模拟信号)。 t取样信号 采样过程示意图 通常取f=(2.5~3)fmax

采样过程示意图 取样定理：设 取样脉冲s(t)的频率 为fS，输入模拟信 号x(t)的最高频率 分量的频率为fmax， 必须满足 f s ≥ 2fmax y(t)才 可以 正 确的反映输入信号 (从而能不失真地恢 复原模拟信号)。 通常取f s ＝（2.5～3）fmax

(2)由于AD转换需要一定的时间，在每次采样 以后，需要把采样电压保持一段时间。 a (b) 采样一保持电路及输出波形 s()有效期间，开关管VT导通，4向C充电，4o (=u)跟随u的变化而变化； s()无效期间，开关管VT截止，uo(=u)保持不变， 直到下次采样。（由于集成运放A具有很高的输入阻抗， 在保持阶段，电容C上所存电荷不易泄放。)

（2）由于A/D转换需要一定的时间，在每次采样 以后，需要把采样电压保持一段时间。 s(t)有效期间，开关管VT导通，uI向C充电，uO (=uc )跟随uI的变化而变化； s(t)无效期间，开关管VT截止，uO (=uc )保持不变， 直到下次采样。（由于集成运放A具有很高的输入阻抗， 在保持阶段，电容C上所存电荷不易泄放。） 采样―保持电路及输出波形

2.量化和编码 数字量最小单位所对应的最小量值叫做量化单位 △。 将采样一保持电路的输出电压归化为量化单位△ 的整数倍的过程叫做量化。 用二进制代码来表示各个量化电平的过程，叫做 编码。 一个n位二进制数只能表示2n个量化电平，量化 过程中不可避免会产生误差，这种误差称为量化误差。 量化级分得越多(n越大)，量化误差越小

2. 量化和编码 数字量最小单位所对应的最小量值叫做量化单位 △。 将采样－保持电路的输出电压归化为量化单位△ 的整数倍的过程叫做量化。 用二进制代码来表示各个量化电平的过程，叫做 编码。 一个n位二进制数只能表示2 n个量化电平，量化 过程中不可避免会产生误差，这种误差称为量化误差。 量化级分得越多（n越大），量化误差越小