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1、类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折A/D转换及其原理类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折一.A/D转换转换 的基本概念 二.ADC的主要技术术参数 三.A/D转换转换 的一般步骤骤和基本原理 四.集成A/D转换转换 器及应应用类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折 计计算机能够处够处 理的是数字量信
2、息。然而在现实现实 世界中有 很多信息并不都是数字量的，例如声音、电压电压 、电电流、 流量、压压力、温度、位移和速度等，它们们都是连续变连续变 化 的物理量。这这些连续变连续变 化的物理量称为为模拟拟量。概述 计算机是处理数字量信息的设备，要处理这些模拟量信息 就必须有一个模拟接口，通过这个模拟接口，将模拟量信 息转换成数字量信息，以供计算机运算和处理。 然后，再把计算机处理过的数字量信息转换为模拟量信息 ，以实现对被控制量的控制。 AD转换的原因类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折典型计算机
3、自动控制系统类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折一.AD的基本概念 模数转换转换 将时间连续时间连续 和幅值连续值连续 的模拟拟 量转换为时间转换为时间 离散、幅值值也离散的数字量 。使输输出的数字量与输输入的模拟电拟电 量成正 比。 实现实现 模数转换转换 的电电路称模数转换转换 器。通常 的模数转换转换 器是将一个输输入电压电压 信号转换转换 为为一个输输出的数字信号。即A/D转换转换 器， 或简简称ADC。（Analog - Digital - Converter ）类风湿关节炎患者血清铁
4、调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折二.ADC的主要技术术参数1. 分辨率 对对于ADC来说说，分辨率表示输输出数字量变变化一个相邻邻数 码码所需要输输入模拟电压拟电压 的变变化量。通常定义为满义为满 刻度电电 压压与2n的比值值，其中n为为ADC的位数。例如具有12位分辨 率的ADC能够够分辨出满满刻度的1/212（0.0244%）。 有时时分辨率也用A/D转换转换 器的位数来表示，如ADC0809 的分辨率为为8位，AD574的分辨率为为12位等。2. 量化误误差 量化误误差是由于ADC 的有限分辨率引起的误误差
5、，这这是连连 续续的模拟拟信号在整数量化后的固有误误差。对对于四舍五入 的量化法，量化误误差在1/2 LSB之间间。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折二.ADC的主要技术术参数3. 绝对绝对 精度 绝对绝对 精度是指在输输出端产产生给给定的数字代码码所表示的实实 际际需要的模拟输拟输 入值值与理论论上要求的模拟输拟输 入值值之差。 4. 相对对精度 它与绝对绝对 精度相似，所不同的是把这这个偏差表示为满为满 刻 度模拟电压拟电压 的百分数。 5. 转换时间转换时间 转换时间转换时间 是ADC完
6、成一次转换转换 所需要的时间时间 ，即从启动动 信号开始到转换结转换结 束并得到稳稳定的数字输输出量所需要的 时间时间 ，通常为为微秒级级。 6量程 量程是指能转换转换 的输输入电压电压 范围围。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折三.A/D转换转换 的一般步骤骤和基本原理基本原理ADCD0D1Dn-2Dn-1uI模拟输模拟输 入信号入信号n n 位二进制数输出位二进制数输出 D D = = D Dn n-1-1D Dn n-2-2 D D1 1D D0 0 称为 ADC 的单位量化电压或量化单
7、位，它 是 ADC 的最小分辨电压。可见，输出数字量 D 正比于输入模拟量 uI 。“ ”表示取整。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折A/D转换转换 的一般步骤骤uI(t)C量化 编码 电路Dn-1D1 D0uI(t)S采样保持电路输入模拟量输入模拟量输出数字量输出数字量采样：把时间连续变化的信号变换为时间离散的信号。 保持：保持采样信号，使有充分时间转换为数字信号。 量化：把采样保持电路的输出信号用单位量化电压的整数倍表示。 编码：把量化的结果用二进制代码表示。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫
8、血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折A/D转换转换 的一般步骤骤 采样样和保持通常在采样样保持电电路中完成，量 化和编码编码 通常在A/D转换电转换电 路中完成。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折采样定理：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fs 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fs （2.53）fmax
9、 类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折由于A/D转换转换 需要一定的时间时间 ，在每次采样样以后， 需要把采样电压样电压 保持一段时间时间 。s(t)有效期间间，开关管VT导导通，uI向C充电电，uO (=uc)跟随uI 的变变化而变变化；s(t)无效期间间，开关管VT截止，uO (=uc)保持不变变，直到下 次采样样。（由于集成运放A具有很高的输输入阻抗，在保持阶阶段， 电电容C上所存电电荷不易泄放。） A/D转换转换 的一般步骤骤 类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发
10、作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折量化数字量最小单单位所对应对应 的最小量值值叫做量化单单位。 将采样样保持电电路的输输出电压归电压归 化为为量化单单位的整 数倍的过过程叫做量化。从图图中可以看出，量化过过 程会产产生最大1/2 LSB (即 0.5V ) 的误误差，要减少这这 种量化误误差，可采取位数 更多的A/D转换转换 器。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折编码编码用二进进制代码码来表示各个量化电电平的过过程叫 做编码编码 。 一个n位二进进制数
11、只能表示2n个量化电电平，量 化过过程中不可避免会产产生误误差，这这种误误差称 为为量化误误差。量化级级分得越多（n越大）， 量化误误差越小。 如果有n个量化级级，二进进制位的位数应为应为 2 n。如量化级级有8个，就需要3位编码编码 。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折常用 ADC 的类类型A/D 转转 换换 器直接型间接型并联比较型双积分型电压时间变换电压时间变换 型积积分型(V-T) (双积积分型)逐次渐进型电压频电压频 率变换变换 型(V-F)类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动
12、性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折逐次逼近式A/D转换转换 器工作特点逐次逼近式A/D转换转换 器的工作特点为为： 二分搜索 反馈馈比较较 逐次逼近其工作过程与天平称重物重量的过程十分相似。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折逐次逼近式A/D转换转换 器工作原理 称重过过程如下： 先在砝码盘码盘 上加128g砝码码，经经天平比较结较结 果，重物195g 128g，此砝码码保留，即相当于最高位数码码D7记为记为 1。 再加64g砝码码，经
13、经天平比较较，重物195g （12864）g， 则继续则继续 留下64g砝码码，即相当于数码码D6记为记为 1。 接着不断用上述方法，由大到小砝码码逐一添加比较较，凡砝 码总码总 重量小于物体重量的砝码码保留，否则则拿下所添加的 砝码码。 这样这样 可得保留的砝码为码为 128g64g2g1g195g，与重 物重量相等，相当于转换转换 的数码为码为 D7D011000011。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折逐次逼近式A/D转换转换 器基准电压电压 UREF逐次逼近型ADC电路框图 类风湿关节
14、炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折 实实例8位A/D转换转换 器，输输入模拟拟量uI=6.84V，D/A转换转换 器基准电压电压 UREF=10V。CP010000000511110000007.502101000006.2513101100006.87504101010006.562515101011006.7187516101011106.79687517101011116.835937 51相对误 差仅为 0.06%。转换 精度取决于位 数。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽
15、搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折逐次逼近式A/D转换转换 器优优点精度高 转换转换 速度快 转换时间转换时间 固定 简简化了与计计算机同步，所以常常用作微机 接口。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折双积积分型A/D转换转换 器双积积分型A/D转换转换 器属于间间接型A/D 转换转换 器，它是把待转换转换 的输输入模拟电拟电 压压先转换为转换为 一个中间变间变 量，例如时间时间 T ；然后再对对中间变间变 量量化编码编码 ，得出 转换结转换结 果，
16、这这种AD转换转换 器多称为为电压电压 -时间变换时间变换 型（简简称VT型）。类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折双积积分型A/D转换转换 器双积分型AD转换器的框图类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化疗方案遴选PKP治疗椎体压缩骨折双积积分型ADC原理 转换 开始前，先将计数器清零，并接通S0 使电容C完全放电。转换 开始，断开S0。整 个转换过 程分两阶段进行。 第一阶段，令开关S1置于输入信号Ui一侧。 积分器对Ui进行固定时间 T1的积分。这一 过程称为转换电 路对输 入模拟电压 的采 样过 程。积分结束时积 分器的输出电压 为：类风湿关节炎患者血清铁调素与贫血及疾病活动性的关系癫痫抽搐发作的诊断及药物治疗精准检测指导下的恶性肿瘤化
