爆炸光信息收集记录系统设计.docx
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爆炸光信息收集记录系统设计
1引言
课题的研究背景及意义
火药是各类爆炸物的核心组分,分为单体火药和混合火药两类。
单体火药为有机化合物,主如果芳香族硝基化合物、硝胺类化合物、硝酸脂化合物和胺类和硝酸盐类化合物[1]。
混合火药则是在单质火药基础上添加其他组分如铝粉、木粉和各类添加剂等,以此来提高和调节火药的性能,但其主要成份仍然是一种或几种单质火药。
大多数火药是以固态形式存在,因此固态爆炸物的探测是人们目前的研究重点。
火药在爆炸进程中向外界发射紫外(波长小于μm)、可见光(波长为~μm)和红外(波长大于μm)波段组成的辐射能流。
可见光区域内的辐射能流即形成爆炸火光现象,火药爆炸发光存在爆轰发光和爆轰产物燃烧发光两个进程,爆炸能够产生庞大的火球,它不仅具有足够的温度,而且具有足够大的尺寸,能产生热辐射破坏,或引燃可燃物质,或令人员受到热辐射的直接伤害。
国外统计资料表明,在火药工业中发生的重大伤亡事故中,热辐射是个重要的致害因素。
由此,人们必需重视爆炸及其热效应,对炸药爆炸火球的光辐射强度、火球温度持续时刻的研究就有重大意义。
同时,火药爆炸时,出主药柱表面的爆轰波在空气中当即形成一个高温高压的空气冲击波阵面,从该阵面上发出敞亮而灼热的光辐射。
在许多情形下,它是一种专门好的高亮度的瞬时闪光光源。
它被普遍的用于高速摄影及其它科学研究与工程领域,对非自发光物体做照明光源。
在某些特殊的应用处合,常常需要定量的掌握该光源的辐射谱特性,以便更有效的利用光源的辐射能,达到光源用于记录介质的合理的光谱匹配,或用于定量研究辐射同物质的光化学反映。
课题研究的现状
1.2.1光辐射研究现状
爆轰发光发生在爆轰的刹时,持续时刻为10-4s数量级。
按照文献辐射度学和光度学中的爆轰模型,爆轰进程中的发光又可分为3个阶段[2],其发光机制别离为:
先导冲击波冲击紧缩火药薄层致使火药层整体或局部升温而发光;爆轰进程中爆轰产物的高温热辐射发光;爆轰气体紧缩周围空气使空气层升温发光。
高温放热的爆炸进程主如果辐射能与温度相关的热辐射进程。
为了简化,在研究爆炸辐射时,都将其简化为黑体辐射。
经典的黑体辐射度与温度的关系式如下:
(1)
式中:
M(λ,T)为面辐射度,W·cm-2·μm-1;h为普朗克常数,×10-34J·s;k为玻尔兹曼常数,×10-23J/K;C为光速,×1010cm/s;T为热力学温度,K;λ为波长,μm。
根据式
(1)计算出黑体不同波段的辐射能量与温度的关系曲线如图。
从图能够看出,当黑体温度大于750K时,可见光区域的辐射度大于1×10-6W·cm-2·μm-1(波长为μm可见光曲线);随温度升高,在可见光区域的辐射度不断增加,在总辐射能中所占的比例也不断增加。
对于类似黑体的热辐射物体,当温度达到800K左右时,即可发射足够的可见光辐射能而成为自发光。
当温度达到3000K以上时,可见光的辐射能与总辐射能很接近,表明此温度下主要以可见光辐射为主[3]。
图 黑体不同波段辐射能量与温度的关系曲线
立足于可见光谱区域的爆炸辐射能流,对火药爆炸火光现象的形成机制进行分析,并探讨相关影响因素,能够更好的深切了解爆炸火光现象,对光信号检测有着重大指导意义。
目前检测辐射光多采用光谱测量法。
常常利用的测试方式有光纤光谱探针法、瞬时多光谱爆温测量系统、激光相干反斯托克斯拉曼光谱技术、神经多光谱辐射高温计、原子发射光谱双谱线法[4~8]等。
1.2.2存储测试的研究现状
存储测试技术是指在对被测对象无影响或影响在允许范围的条件下,在被测对象内放置微型数据收集与存储测试仪,实时完成信息快速收集,实验结束后回收记录仪,由运算机处置和再现测试数据的一种动态测试技术。
而存储测试系统,是一种基于数字化数据收集与存储测试技术、特种封装及结构设计技术的复合型记录装置,具有抗高冲击过载、多通道、大容量、小型化、高靠得住性等特点。
与传统的测量方式相较,存储测试系统具有较强的耐高温、高压和抗冲击能力,和在测试现场容易布置和防护的特点,在人员、设备的安全性和数据收集的靠得住性方面具有明显的优势[9],特别适用于恶劣的测试环境。
因此,对爆炸光信息场的存储测试技术研究有着重要的适用价值。
国外从七十年代末开始对存储测试技术进行研究,国内从八十年代初开始进行这项工作。
通过近半个世纪,存储测试技术己经进展的比较成熟。
80年代,LoulsRS提出的了“应用于弹丸测试的先进的数字存储测试仪”的概念,研究了存储测试的实现方式,而且对存储测试仪与无线电遥测仪的性能特点进行对比研究[10]。
中北大学文丰等人设计了基于USB总线的高速数据收集存储测试系统[11]。
北京理工大学董健,蒋建伟等人研究了基于CPLD和单片机技术的爆炸冲击波超压存储测试系统,而且通过仿真验证了系统方案的可行性[12]。
华北工学院马铁华,祖静等人,开展了冲击波超压存储测试技术的研究,利用爆炸时的闪光信号触发系统,实现了多个存测仪之间的同步[13]。
中北大学李波,顾强等人利用数码录音设备的有线录音功能,实现弹药实验参数的存储测试[14]。
中北大学原彦飞、尤文斌等人运用NAND闪存设计了负延时存储测试系统[15]。
目前,存储测试技术在冲击波,弹药参数测试,和弹道加速度测试方面都有必然的应用,可是在爆炸光信息场测试方面的研究还很少。
鉴于存储测试技术在密闭及自由场空间的爆炸场参数测试上具有专门大的优势,本文将存储测试技术引入火药光辐射的测试中,以研究其光信号的规律。
本文的主要研究工作
本设计系统主如果完成对火药爆炸后光信号的收集和数据处置工作,由于爆炸具有破坏性,而且爆炸时刻短暂,测量瞬光阴信号需要测量仪器响应时刻很短(微秒级),具体到本文,主要解决了传感器的数据测量,模数转换,数据存储等问题。
本文针对爆炸光阴信号的收集要求,整个系统由信号收集模块,存储器模块,中心控制模块,接口电路和其他外围辅助电路组成。
信号收集模块是存储测试中的重要环节,关系着获取信号的质量和收集测试的精度,模拟信号的收集电路通常由传感器,放大电路,滤波电路等部份组成。
被收集的信号经A/D转换成数字信号后存入存储器。
电路的整个时序由逻辑控制模块协调控制。
本文所研究内容均按章节顺序来论述,第一阐明了的大体原理和应用背景,接着讨论了整个数据收集系统的整体实现原理,包括模拟电路设计和数字电路设计,接下来论述了可编程器件CPLD及VHDL语言的原理和设计实现。
2
爆炸光信息收集记录系统设计概述
系统硬件整体设计方案
本系统的硬件电路设计思路是:
以CPLDEMP7128为核心中央处置器,辅之外围信号收集模块、信号调理模块、A/D转换模块和存储模块从而实现了从光信号的收集。
系统原理框图如图所示。
图系统的原理框图
光电探测器的选用
在火工品检测技术领域,将火工品从输入端同意规定的外部能量刺激到燃烧或爆炸所需的时刻叫做火工品的作历时刻。
火工品的作历时刻是考察火工品特性和功能的一个重要方面。
当火工品的作历时刻较长时,能够采用人工计时或专用仪器进行测时,而作历时刻较短(例如毫秒或微秒量级)时,就必需利用专用测时仪器进行测量。
在对火工品作历时刻进行测量时,需要取得Ⅰ靶信号和Ⅱ靶信号,其中,Ⅰ靶信号是在对火工品施加外界能量的同时取得的,Ⅱ靶信号是利用火工品作用进程中产生的物理化学效应,比如光、声、热、振动、压力波、电离现象、破坏效应等,通过从模拟量到数字量的转换而取得的。
对于火工品而言,Ⅰ靶信号为电信号,在起爆火工品的同时给出即可,而Ⅱ靶信号的获取可采用探针法、靶线法、声电法、光电法等。
其中,探针法利用火工品爆炸的电离作用和爆炸产物中的导电离子使彼此分离的两根探针导通来获取Ⅱ靶信号。
靶线法利用围绕在火工品上的漆包铜线的由导通到断开的状态转变来获取Ⅱ靶信号。
声电法将爆炸产生的声音转换为电信号来获取Ⅱ靶信号。
光电法利用光电转换元件对爆炸产生的强光的敏感,将光信号转换为电信号来获取Ⅱ靶信号[16]。
光电探测器是光电转换器件,其任务是将载有有效信息的光信号转换成便于后续处置的电流信号。
光电探测器是光电接收处置电路的关键器件之一,其性能的好坏直接关系到接收处置电路的精度。
因此,只有选择适合的光电探测器,才不会减弱接收处置电路的性能。
设计时,主要考虑的是光电探测器的低噪声、高灵敏度、高转换效率,和快速响应等几项技术指标的折中。
本文介绍的光电接收处置电路采用半导体硅PIN光电二极管,其PN结是兼容制作模拟放大处置电路的双极NPN晶体管工艺流程形成的。
采用硅光敏二极管作为探头能够达到1×104Lux量级的光照度,按照硅光电探测器的灵敏度及电子线路的噪声,这已接近极限水平。
信号处置
2.3.1模拟信号处置概述
为避免将自然光误以为Ⅱ靶信号而影响测量准确性,可采用阈值设定方式调节信号处置的预设阈值,使得自然光通过光电转换元件产生的电信号在预设阈值一下,从而不能产生Ⅱ靶信号,与此同时,只有爆炸产生的强光才可能转换产生大于预设阈值的电信号,从而产生Ⅱ靶信号。
爆炸光信号收集包括光信号处置模块。
光信号处置模块进一步包括电源、光电转换器和信号调理模块。
其中,光电转换器接收爆炸光信号,一端连接电源,其余一端连接信号调理模块。
其中,信号调理模块可进一步包括放大电路,滤波电路和比较电路。
其中,放大电路和比较电路各有一端连接到电源。
光电转换器输出到信号调理模块外部,组成光信号处置模块的信号输出端,将处置后的信号输出。
上述技术方案在现有技术的基础上,利用杂散光不会在短时刻内发生急剧转变,而火工品爆炸会致使光强急剧转变的特点,在信号调理模块中放入滤波电路,从而,进入光信号传输模块的杂散光信号将被滤波电路滤除,不会对爆炸光信号收集组成影响。
进一步地,信号处置模块中插入可隔离直流电的低通滤波器,从而,只有光电转换器输出的突变信号才能进入比较电路,而平稳恒定的信号将被低通滤波器滤除。
这就确保了杂散光对爆炸光信号的收集不组成影响,从而能够准确的测得待测试样爆炸的时刻。
图模拟信号处置实施示用意
2.3.2数字信号处置概述
本系统设在模拟信号处置后,要进行数字量的收集存储。
收集部份咱们采用高速高精度模数转换芯片AD9221。
AD9221是一种低功耗、12位分辨率、最高转换速度的A/D转换器。
该转换器内部包括有12位的量化器、宽带采样维持电路、可编程电压基准源,采用单电源+5V供电,能够按照用户配置,信号以单端方式输入或是以差分方式输入。
输出为并行接口,兼容TTL电平。
本系统数据存储部份采用基于CY7C1049的存储芯片,RAM的12位数据位均由与CPLD对应的数据位相连,其存取操作控制信号CE、WE、OE均由CPLD相应位来控制。
本系统中,对数据收集时序控制的可编程逻辑芯片选用EMP7128,EMP7128为一高速高密度复杂逻辑编程器件,其外部I/O引脚为64引脚,可知足对整个电路的连接控制。
为知足精准、快速的测试要求,测试系统当选用的光电二极管的响应时刻为20~30ns,因此A/D变换器选用分辨率为12bit的AD9221,自带参考电压,其最高采样速度可达到。
CPLD内部的分频器对20MHz的外部振荡器进行分频,输出1MHz的采样频率。
在本系统中采用的是1MHz的采样频率,本系统采用内触发模式,当模拟部份的输出电压大于极限电平,则系统触发,检测到内触发信号以后,CPLD内部的负延时计数器开始计数,A/D变换器开始工作,并将同步转换的数据循环存入SRAM中缓存,在系统未触发时,数据会在SRAM中顺序存储,周而复始,直至负延迟计数器停止计数时会产生控制信号OE,当CPLD检测到OE信号为高时,使A/D变换器停止工作,实验结束。
存储模块的硬件连接图如图2.3所示:
测试进程结束后,SRAM中存满了通过A/D转换后的数据,CPLD在系统中起到了缓存的作用,SRAM中的12位数据位均与CPLD对应的数据位相连,作为一条数据总线,SRAM中的存取操作控制信号CE、WE、OE均由CPLD相应位来控制。
CPLD用于控制SRAM的读使能信号OE,片选信号CE和写使能信号WE。
本系统中,CPLD产生SRAM的地址发生信号。
当外设将数据传给运算机时,数据第一要通过8位并行I/O接口送入USB芯片内部的数据缓冲区,然后通过USB接口将数据发送给运算机。
对CPLD的功能实现用的是VHDL硬件描述语言,对CPLD内部构造采用分模块进行构造设计,实现序列号发生器,地址发生器,数据传输控制,对存储器的读写操作控制,延时控制,从而完成对信号的收集存储。
其中,CPLD是系统的核心部份,一切控制时序都是由CPLD产生的,它控制AD的启动转换,存储器的存储和地址译码,在必然的时序控制下完成数据收集。
图2.3数字信号存储模块连接图
本章小结
爆炸光信号收集存储系统包括光信号处置模块、数字信号存储模块。
光信号处置模块包括电源、光电转换器和信号调理模块,其中信号调理模块包括放大电路,滤波电路和比较电路,光电转换器输出到信号调理模块的电信号经由放大电路和滤波电路输出到比较电路,然后通过A/D转换芯片,开始采样,围绕CPLD芯片,通过VHDL语言描述完成对A/D转换器的采样频率控制,触发阈值控制,地址发生器,负延时序控制,以此取得数据的存储,并能够通过USB接口传输到运算机中。
3
模拟电路设计
传感器的选用
光传感器是将光信号转换为电信号的传感器。
若是采用光传感器去测量其他非电物理量时,应第一设法把该非电量变成光信号。
光传感器的核心部份是“光电元件”。
光电元件的原理是物质(材料)的光电效应。
通常把光电效应分为如下三种状态:
(l)在光的照射下能使电子逸出物体表面,称外光电效应,具有这种效应的光电元件如光电管等;
(2)在光的照射下,使物体本身的物理性质改变,如电阻率产生转变等,称内光电效应,具有这种效应的光电元件如光敏电阻等;(3)在光的照射下,使被照物体中产生必然方向的电压,称发电光电效应,具有此效应的光电元件如光电池等。
下面介绍几种常见的光电元件。
1.光敏电阻
光敏电阻的主要特性有:
(l)无光照时的“暗阻”与光照时的“亮阻”,两种情形下电流之差称“光电流”,要求“光电流”尽可能大。
(2)光敏电阻的光照特性,它反映光电流与光照的光通量之间的函数关系,实验可知此关系是非线性的,因此它不适作检测元件,多在自动控制中作“开关”用。
(3)光敏电阻的“光谱特性”是指它对不同波长的入射光有不同的灵敏度。
这就要求光敏电阻的波长要与光源相应,才能知足灵敏度要求。
(4)“温度特性”,一般说来随温度的升高,光敏电阻的暗电阻和灵敏度都会下降。
2.光电池
光电池和光敏电阻一样其大体特性也有光照特性,光谱特性和温度特性等,选
历时应当注意。
光电池用于能量转换,线性相对较差,响应时间长。
3.光敏晶体管
光电晶体管有二极管、三极管,其结构也与一般二极管、三极管相似。
它们的原理与光电池很相似。
在光的照射下,光子打在PN结处,使PN结周围产生电子-空穴对,形成定向的内电场,紧接着电路形成光电流。
对光敏二极管来讲不受光照时处于截止状态,受光照时处于导通状态;对光敏三极管来讲,光照下发射结产生的光电流相当于三极管的基极电流,这就使得集电极电流比光电流放大β倍,故光敏三极管比光敏二极管灵敏度更高。
光电传感器的主要性能参数,表征光电器性能的参数和其他型类同,有灵敏度、检测限、时刻响应特性和特定工作条件下的一些参数。
这些性能参数依赖于光的波长不同而发生转变。
现对有关性能参数作些说明。
灵敏度(响应度,响应率)对于主要用于可见光波段的传感器,一直沿用流明灵敏度(lumensensitivity)和勒克斯灵敏度(luxsensitivity)来表达。
时刻响应特性是描述对光源辐射响应快慢的一个参数,测量时用阶跃响应和频率响应来衡量。
阶跃响应是指数函数时,传感器的响应率上升到峰值的0.63或下降到峰值的时所需要的时刻,又称为传感器的时刻常数。
可是传感器不必然都具有如此简单的阶跃特性,故不能统一都历时刻常数的值来描述时刻响应特性。
例如,有些传感器的时刻响应特性不仅随光强的转变而转变,而且衡量时刻常数的阶跃响应的上升时刻或下降时刻也不一致,还有的传感器为非线性特性等等。
对此,可别离用上升时刻或下降时刻来描述响应特性。
对于线性特性的传感器,常常利用频率响应来描述。
传感器的响应随光源辐射的调制频率而转变的特性称为频率响应。
内部阻抗处置微弱光时,传感器必需接上性能优良的前置,来提高整个系统的信噪比。
在测定高速瞬态光时,要求前置放大系统的频带要宽。
为此,必需测定传感器的内阻抗(静态或动态阻抗),以达到传感器与前置放大系统的最优匹配。
信噪比与动态范围信噪比(S/N)是判断噪声大小通常利用的指标。
它是光电传感器输出的有效信号电流(或电压)与噪声电流(或电压)之比,一般取对数形式并乘以20,即以dB为单位。
暗电流是指在既无光入射,又无电注入情形下输出的一种电流。
它主要起因于热鼓励产生的电子-空穴对。
暗电流有害,会引发噪声,从而限制了光电传感器的灵敏度和动态范围。
因此,在器件制造中应尽可能完善工艺以降低暗电流。
另外,暗电流的大小与温度的关系极为紧密,温度每降低10℃,暗电流约减为原来的一半。
由于爆炸刹时发生的现象时刻较短暂,大约几个微秒,通过比较几种光电器件的性能,最终选用光电二极管可较完整的收集到所有数据。
本设计中采用半导体硅
PIN光电二极管(S3590),主要以滨松公司(HAMAMAT-SU)生产的H4083型电荷灵敏放大器的性能参数作为主要参考,这种电荷放大器能够作为S3590型光电二极管的专用前置放大器,其输入级采用了低噪声的FET场效应管,输入输出为反极性,放大方式为电荷放大,电荷增益22mV/MeV。
噪声为550e/FWHM,功耗150mW,输入电压
V。
滨松公司生产的S3590系列PIN光电二极管是一种大光敏面光电器件,具有灵敏度高、响应时刻短、光谱响应和所测光强范围宽等优[17]。
信号调理电路
光信号采用光电二极管作为传感器,后续通过信号调理电路,将信号进行放大滤波,转换成大幅度信号,再通过AD转换器转换,送往SRAM。
调理电路主如果完成模拟信号的放大滤波,将模拟信号进行放大,放大到需要的信号幅度。
一般来讲,对光传感器前置放大电路的具体要求是:
低噪声、高增益、低输出阻抗、足够的信号带宽和负载能力、良好的线性和抗干扰能力、结构紧凑、靠近光电敏感器件并具有良好的接地和屏蔽。
低噪声前置放大器的任务是放大光电敏感器件所输出的信号,第一要考虑的几个问题是:
应知足放大电路的高信噪比和信号源阻抗与放大器之间的噪声匹配(信号源阻抗等于最佳源阻抗);要考虑电路组态、形式等,以知足增益、频响、输入/输出阻抗等方面的要求;要采取必然的方式来减少噪声,采取屏蔽和接地办法来避免信号干扰[18]。
第二为了知足低噪声放大器对噪声匹配的要求,应选择适合的放大器件,也就是源电阻。
实验表明,源电阻在100Ω~1MΩ之间选用晶体管,源电阻在1kΩ~1MΩ之间可选用运放,源电阻在1kΩ~1GΩ之间多采用结型场效应管,源电阻超过1MΩ也可选用MOSFET。
一般红外光电管的输出电阻为20kΩ,因此,选用晶体管、运算放大器、结构场效应管都可。
比较而言,运算放大器专门是CMOS型集成运放具有输入阻抗高、失调电压和温度漂移较小、共模抑制比高、动态范围较宽、对温度转变和电源转变及其他外界干扰具有较强的抑制能力,因此适用放大微弱信号,同时采用运算放大器也可使电路设计简化,组装调试方便,功耗低,体积小,靠得住性增加。
为了取得低噪声特性,放大电路中的其他器件也要考虑低噪声。
这里,电阻可选用金属膜电阻,电容可选用钽电容或瓷介电容,而信号输入线则采用尽可能短的镀银屏蔽电缆,电路板利用漏电流小的高绝缘电路板[19]。
光传感器放大电路图所示如下:
所示图是一种基于运算放大器设计的三级级联光传感器放大电路。
设计中要注意,对独立设置的单级运算放大器其增益取决于反馈电阻Rf和输入电阻Ri的比值,反相放大器的输入阻抗等于Ri,而外接电容Cf是补偿电容,目的是避免自激。
联合设计时每级放大电路各有偏重。
这里,前置放大电路的放大器件采用低噪声双极型运算放大器NE5534A,并设计为负反馈放大电路,其特点是电容耦合反相放大,但增益固定不变。
NE5534A是一种高速、低噪声运算放大器,它的等效输入噪声电压较小,其典型值为nV/Hz,单位增益带宽为10MHz,典型共模抑制比为100dB,电源电压范围为
,具有%的增益误差,消耗电流8mV,具有良好的动态特性[20]。
按照理想运算放大器的特点和虚短、虚断的概念,可知运放两输入端电压相等,即:
U+=U-,又Uin=U+,由此可得流过电阻R2的电流为IR2=U-/R2=U+/U2=Uin/R2,IR2=IR3。
图光传感器放大电路
运算放大器的输出为:
Uout=Uin(-R3)/R2()
因一级放大倍数为8位,选择电阻RJ=10R2,由此可得运放输出为:
Uout=Uin(-R3)/R2=-10Uin()
第2级放大器A2按照输入电平在宽范围改变增益,通过2级放大器把VT的入射光电平放大到足够检测到的电平,再通过同步检波器与低通滤波器后加到A4比较器的同相输入端,与加在反相输入端通过RP2设定的电压进行比较,若超过RP2设定的电压,A4输出高电平,最后经2级反相器整形输出。
低通滤波器由电容和电阻组成,该电路实现简单易行,本钱低廉,如此方案,实现了一种能够消除杂散光对信号收集装置,从而消除爆炸光信号收集装置在使历时的环境限制。
在设计模拟供电部份选用常常利用的三端稳压器LM7805。
LM7805一般利用的是TO-220封装,能提供DC5V的输出电压,应用范围广,内含过流和过载保护电路。
带散热片时能持续提供1A的电流,若是利用外围器件,它还能提供不同的电压和电流。
应当注意使该电源尽可能远离输入信号,以减小热噪声对输入信号的影响。
4
数字电路设计
4.1A/D转换芯片
在数据采样系统中,A/D转换芯片处于模拟和数字信号的交壤面,具有模拟量和数字量的各类特点,往往A/D转换芯片的技术参数和指标就决定了整个收集系统的性能指标。
正确选择适合的A/D转换芯片,第一要了解A/D转换器的分类、主要电器参数和性能特点。
A/D转换器按照不同的标准有以下几种分类:
1.按工作原理分类
(1)并行比较ADC
并行比较ADC是现今速度最快的模数转换器,通常称为“闪烁式"ADC。
它由电阻分压器、比较器、缓冲器及编码器四部份组成。
这种结构ADC的所有位同时转换,其转换时刻主要取决于比较器的开关速度、编码器的传输时刻延迟等。
增加输出位数对转换时刻的影响较小,但随着分辨率的提高,需要高密度的模拟设计,以实现转换所需的大量精密分压电阻和比较器电路。
例如,N位ADC需要2n个精密电阻和2(n-1)个并联比较器。
这种ADC的长处是:
模数转换速度高,缺点是分辨率不高,功耗大,本钱高。
(2)逐次逼近型
逐次逼近型ADC是应用超级普遍的模数转换方式,它由比较器、DIA转换器、比较寄放器、时钟发生器和控制逻辑电路组成。
它将采样输入信号与已知电压不断进行比较,然后转换成二进制数。
主要通过二分探索法求得一数字码,使其对应的电压最接近于输入电压。
这一类型ADC的长处:
转换速度比较高,采样速度可达1MSPS;与其它ADC相较,功耗相当低;转换精度也比较高。
在高精度、快速A/D变换中应用最为普遍。
(3)积分型ADC
前面所讲到的并行比较ADC和逐次逼近型ADC均属于直接转换ADC,而积分型和后面所讲的压频变换型ADC则属于间接ADC。
积分型ADC又称为双斜式AD
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