電子秤設(shè)計(jì)中ADC基本工作原理
電子秤ADC是Analog-to-Digital Coverter 的縮寫,有時(shí)也寫成A/D、AD等,它是指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或者模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。模擬信號(hào)(溫度、壓力、聲音或者圖像等)需要轉(zhuǎn)換成更容易儲(chǔ)存、處理和發(fā)射的數(shù)字形式,而模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。因此,電子秤自然應(yīng)用了該集成電路。把傳感器送來的模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、放大、濾波、取樣、積分,再輸出穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào),傳送到中央微處理器(CPU或者單片機(jī))
電子秤ADC主要工作過程由取樣、保持、量化、編碼4步驟完成
1、取樣:就是實(shí)現(xiàn)在時(shí)間上連續(xù)的信號(hào),轉(zhuǎn)換成在時(shí)間上是離散的信號(hào)。一般取樣由取樣開關(guān)控制,而且取樣頻率一般要大于原模擬信號(hào)頻率的2倍
2、保持:主要是由保持電路來完成。經(jīng)過取樣后的輸出信號(hào)雖然是離散信號(hào),但是這種樣值脈沖寬度短,在下一個(gè)采用脈沖到來時(shí),需要存在,因此,需要保持,以便轉(zhuǎn)換。
當(dāng)采樣脈沖S(t)到來的時(shí)間t內(nèi),采樣門場(chǎng)效應(yīng)管V導(dǎo)通,模擬量輸入信號(hào)Ui(t)向保持電容充電;若保持電容充電時(shí)間常熟<<t,那么保持電容C上的充電電壓能夠及時(shí)跟上模擬量輸入信號(hào)Ui(t)的采樣值。采樣完成,采樣門場(chǎng)效應(yīng)管V迅速截止,保持電容C上的充電電壓就保持了前一取樣時(shí)間t的輸入Ui(t)的值,直到下一個(gè)取樣脈沖到來為止。當(dāng)下一個(gè)取樣脈沖到來,保持電容C上的電壓再按輸入Ui(t)變化。當(dāng)取樣脈沖為脈脈沖序時(shí),取樣保持電路的緩沖隔離放大電路輸出電壓U0(t)便得到一波形信號(hào)——階梯波
3、量化:鑒于保持電路輸出的波形幅度存在任意性,數(shù)值無限性。但是,數(shù)字量的位數(shù)是有限的。為此,用數(shù)字量來表示不、連續(xù)變化的模擬量時(shí)就必須要有個(gè)取舍問題。取舍是為了將取樣后的樣值電平能夠得到與之接近的離散電平上,即量化。
4、編碼:如果用二進(jìn)制數(shù)碼來表示各個(gè)離散電平的過程即為編碼。