模数转换电路设计与实现

ADC采样控制电路设计ADC（模数转换器）采样控制电路的设计是将模拟信号转换为数字信号的关键部分。

在设计ADC采样控制电路时，需要考虑以下几个方面：采样率、分辨率、信噪比、失真率和响应时间。

首先，采样率是指每秒采样的样本数。

采样率越高，能够准确记录输入信号的变化，但同时也会增加数据处理和存储的成本。

因此，在设计ADC采样控制电路时，需要权衡采样率与系统成本之间的关系，选择一个合适的采样率。

其次，分辨率是ADC将模拟信号转换为数字信号时的精度。

它决定了ADC能够分辨的最小电平差异。

分辨率越高，转换的数字信号越接近输入模拟信号的精度。

常见的分辨率有8位、10位、12位等。

在设计ADC采样控制电路时，需要根据具体应用需求选择合适的分辨率。

信噪比是ADC采样控制电路中一个重要的性能指标，它表示了ADC输出信号中有用信号与噪声信号之间的比值。

信噪比越高，ADC输出信号的质量越好。

在实际应用中，尽量选择信噪比高的ADC芯片，或者在设计电路中添加滤波器来减小噪声的影响。

失真率是指ADC将模拟信号转换为数字信号时引入的失真程度。

常见的失真包括量化失真、非线性失真等。

在设计ADC采样控制电路时，需要选择低失真的芯片或者通过校准技术来减小失真的影响。

最后，响应时间是指ADC从输入信号变化到输出信号变化所需的时间。

响应时间越快，ADC能够更准确地记录输入信号的变化。

在实际应用中，需要根据具体应用需求选择合适的响应时间。

在设计ADC采样控制电路时，可以采用以下几个步骤：1.选择合适的ADC芯片：根据应用需求选择合适的ADC芯片，考虑采样率、分辨率、信噪比、失真率和响应时间等因素。

2.设计输入电路：输入电路用于将模拟信号引入到ADC芯片中。

需要根据输入信号的幅度范围和特性来设计输入电路，包括放大电路、滤波电路等。

3.设计时钟电路：时钟电路用于控制ADC的采样频率。

需要根据系统要求设计时钟电路，包括时钟源、时钟分频电路等。

单片机AD模数转换实验报告一、实验目的和要求1、掌握单片机与ADC0809的接口设计方法。

2、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。

二、设计要求。

1、用Proteus软件画出电路原理图，在单片机的外部扩展片外三总线，并通过片外三总线与0809接口。

2、在0809的某一模拟量输入通道上接外部模拟量。

3、在单片机的外部扩展数码管显示器。

4、分别采用延时和查询的方法编写A/D 转换程序。

5、启动A/D转换，将输入模拟量的转换结果在显示器上显示。

三、电路原理图。

图1、电路仿真图四、实验程序流程框图和程序清单。

1、查询法：ORG 0000HSTART: LJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV SP, #2FH NT: MOV DPTR, #0FF78H MOVX @DPTR, A LOOP: JB P3.3, LOOP MOVX A, @DPTR MOV B, #51 DIV AB MOV R0, A MOV A, B MOV B, #5 DIV AB MOV R1, A MOV R2, B LCALL DIR SJMP NT DIR: MOV R7, #0 SJMP LOOP1 BH: MOV A, R1 MOV R2, A LOOP1: MOV DPTR, #WK MOV A, R7 MOVC A, @A+DPTR MOV P2, A MOV DPTR, #DK MOV A, R2 MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A LCALL DELAY INC R7 CJNE R7, #2, BH MOV DPTR, #WK MOV A, R7 MOVC A, @A+DPTR MOV P2, A MOV DPTR, #DK MOV A, R0 MOVC A, @A+DPTR ANL A, #7FH MOV P1, A LCALL DELAY RET DELAY: M OV R5, #01H DL1: MOV R4, #8EH DL0: MOV R3, #02H DJNZ R3, $ DJNZ R4, DL0 DJNZ R5, DL1 RET WK: DB 10H DB 20H DB 40H DK: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H ENDdisplay 送百分位字符代码送位选信号延时1ms 送十分位字符代码送位选信号延时1ms 送个位及小数点字符代码送位选信号延时1ms 熄灭第四位数码管延时1ms 返回display 送百分位字符代码送位选信号延时1ms 送十分位字符代码送位选信号延时1ms 送个位及小数点字符代码送位选信号延时1ms 熄灭第四位数码管延时1ms 返回2、延时法：ORG 0000H START: LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV SP, #2FH LOOP: MOV DPTR, #0FF78H MOVX @DPTR, A LCALL DELAY MOVX A, @DPTR MOV B, #51 DIV AB MOV R0, A MOV A, B MOV B, #5 DIV AB MOV R1, A MOV R2, B LCALL DIR SJMP LOOP DIR: MOV R7, #0 SJMP LOOP1 BH: MOV A, R1 MOV R2, A LOOP1: MOV DPTR, #WK MOV A, R7 MOVC A, @A+DPTR MOV P2, A MOV DPTR, #DK MOV A, R2 MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A LCALL DELAY INC R7 CJNE R7, #2, BH MOV DPTR, #WK MOV A, R7 MOVC A, @A+DPTR MOV P2, A MOV DPTR, #DK MOV A, R0 MOVC A, @A+DPTR ANL A, #7FH MOV P1, A LCALL DELAY RET DELAY: M OV R5, #01H DL1: MOV R4, #8EH DL0: MOV R3, #02H DJNZ R3, $ DJNZ R4, DL0 DJNZ R5, DL1 RET WK: DB 10H DB 20H DB 40H DK: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H开始启动AD 延时从AD中取数据数据处理结束调显示子函数END五、实验结果。

模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。

通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。

本文介绍几款模数转换器芯片电路原理。

1、AD9280AD9280器件是一款单芯片、8位、32 MSPS模数转换器（ADC），主要介绍了AD9280特性、应用范围、参考设计电路以及电路分析，帮助大家缩短设计时间。

AD9280介绍：AD9280是一款单芯片、8位、32 MSPS模数转换器（ADC），采用单电源供电，内置一个片内采样保持放大器和基准电压源。

它采用多级差分流水线架构，数据速率达32 MSPS，在整个工作温度范围内保证无失码。

AD9280特点：与AD876-8引脚兼容功耗：95 mW（3 V电源）工作电压范围：+2.7V至+5.5V微分非线性（DNL）误差：0.2 LSB省电（休眠）模式AD9280内部结构框图：图1 AD9280的内部结构框图，展示了内部的构成AD9280参考设计电路：图2 AD9280典型应用电路2、AD7541AD7541器件是一款低成本、高性能12位单芯片乘法数模转换器，主要介绍了AD7541特性、应用范围、参考设计电路以及电路分析，帮助大家缩短设计时间。

AD7541介绍：AD7541A是一款低成本、高性能12位单芯片乘法数模转换器。

该器件采用先进的低噪声薄膜CMOS技术制造，并提供标准18引脚DIP和20引脚表贴两种封装。

AD7541A与业界标准器件AD7541在功能和引脚上均相兼容，并且规格和性能都有所改进。

此外，器件设计得到改进，可确保不会发生闩锁，因此无需输出保护肖特基二极管。

AD7541特点：AD7541的改进版本完整的四象限乘法12位线性度（端点）所有器件均保证单调性TTL/CMOS 兼容型低成本无需保护肖特基二极管低逻辑输入泄漏AD7541内部结构框图：图3 AD7541的内部结构框图，展示了内部的构成AD7541参考设计电路：图4 AD7541典型应用电路3、AD7694AD7694器件是一款3通道、低噪声、低功耗、24位Σ-Δ型ADC，内置片内仪表放大器，主要介绍了AD7694特性、应用范围、参考设计电路以及电路分析，帮助大家缩短设计时间。

串行模数/数模转换实验报告一．实验目的：1、掌握 TLC549同步串行接口的ADC模块的特性、编程原理，了解TLC5620的4种时序图以及产生波形幅度的计算方法。

2、能实现TLC549、TLC5620与MCS-51单片机的连接，分别进行数据采集和波形观测。

3、能采用Proteus ISIS软件进行串行模数转换的电路设计。

4、能运用MCS-51单片机汇编语言进行串行模数/数模转换实验的软件设计。

二．实验要求：1、将TLC549 与MCS-51单片机进行连接，利用汇编语言编写出数据采集程序，将转换的模拟电压以二进制的形式通过单片机的P0口输出显示。

1)将单片机的P0口与LED1～LED8连接起来，作为输出显示。

由于LED采用灌电流方式驱动，所以要将数据取反后再输出显示，以获得“正逻辑”效果2)利用P1口与TLC549的控制信号进行连接，TLC549的基准电压REF+端与基准电压+5V相连，将电位器的上端连接VCC、下端连接GND，抽头与TLC549的模拟输入ANIN连接。

在运行程序时，不断地调节电位器，使其抽头电压连续变化，通过LED1～LED8的状态观察ADC转换的结果。

3)运用Proteus ISIS软件完成串行模数转换实验的硬件电路设计。

4)实现KeilC与Proteus软件的联调。

2、设计软件程序，用单片机的I/O口控制TLC5620实现D/A转换，使其通道1产生一个三角波，而通道2产生一个和通道1周期、幅度均相同的方波。

1)短接B7区的电源供给跳线JP16，调节B7区的电位器W3，使其输出接线柱Verf的电压为2.6V。

2)将A2区P16、P17、T0、T1分别连接到B9区的CLK、DAT、LDAC、LOAD，将B7区Verf连接到B9区REF接线柱，短接B9区电源跳线JP13。

3)运行光盘中的相应程序，用双踪示波器的两个探头观察DACA、DACB输出的波形。

三．流水灯硬件电路图四．软件程序1. 串行模数实验程序流程图2.程序清单 1) 串行模数：SDO BIT P1.0 ;数据输出CS BIT P1.1 ;片选SCLK BIT P1.2 ;时钟ORG 8000HAJMP MAINORG 8100HMAIN: MOV SP,#60HLOOP: ACALL TLC549_ADCCPL A ;累加器A取反MOV P0,A ;数据给P0口ACALL DELAYSJMP MAINTLC549_ADC: PUSH 07HCLR A ;清零CLR SCLKMOV R6,#08H ;计数器赋初值CLR CS ;选中TLC549LOOP1:SETB SCLK ;SCLK置位，数据输出NOPNOPMOV C,SDORLC A ;累加器A循环左移CLR SCLK ;SDO=0，为读出下一位数据作准备 NOPDJNZ R6,LOOP1 ;R6-1→R6,判断R6=0SETB CS ;禁止TLC549，再次启动ＡＤ转换 SETB SCLKPOP 07HRETDELAY: PUSH 00HMOV R0,#00HDJNZ R0,$POP 00HRETEND2)串行数模：SCLA BIT P1.6SDAA BIT P1.7LOAD BIT P3.5LDAC BIT P3.4VOUTA DATA 30HVOUTB DATA 31HORG 8000HAJMP MAINORG 8100HMAIN:MOV SP,#60HNOPCLR SCLACLR SDAASETB LOADSETB LDACMOV R3,#0A2HMOV R4,#00HMOV VOUTA,#00HMOV R5,#0A2HMOV R6,#00HMOV VOUTB,#00HDACHANG:MOV R1,#01HMOV R2,VOUTALCALL DAC5620DJNZ R3,CONTINUEAMOV R3,#0A2HMOV A,R4CPL AMOV R4,ACONTINUEA:CJNE R4,#OFFH,CONTINUEB DEC R2SJMP CONTINUEC CONTINUEB:INC R2CONTINUEC:MOV VOUTA,R2MOV R1,#03HMOV R2,VOUTBLCALL DAC5620DJNC R5,CONTINUEDMOV R5,#042HMOV A,R6CPL AMOV R6,A CONTINUED:CJNE R6,#0FFH,CONTINUEE MOV R2,#OA2HSJMP CONTINUEF CONTINUEE:MOV R2,#00H CONTINUEF:MOV VOUTB,R2LJMP DACHANG DAC5620:MOV A,R1CLR SCLAMOV R7,#08HLCALL SENDBYTEMOV A,R2CLR SCLAMOV R7,#08HLCALL SENDBYTECLR LOADSETB LOADCLR LDACSETB LDACRETSENDBYTE:SETB SCLARLC AMOV SDAA,CCLR SCLADJNZ R7,SENDBYTE RETEND五．实验结果观察实验结果，可知道通过调节电位器，数字量在对应的发生改变。

南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验一数／模转换实验一．实验要求掌握DAC0832芯片的性能、使用方法及对应的硬件电路。

编写程序控制D／A输出的波形，使其输出周期性的三角波。

二．实验说明电路实现见主板模块B1，具体说明请见用户手册。

DAC0832的片选CS0832接00H，观察输出端OUTl（B1部分）产生三角波由数字量的增减来控制，同时要注意三角波要分两段来产生。

三．实验步骤1、接线：此处无需接线。

2、示例程序：见Cpl源文件，程序流程如下图所示。

3、运行虚拟示波器方法：打开LCAACT软件中“设置”一>“实验机”，将其中的程序段地址设为8100，偏移地址0000。

然后选择“设置”一>“环境参数”一>“普通示波”，选择“工具”一>“加载目标文件”，本实验加载C：\AEDK＼LCAACT＼试验软件＼CPI．EXE，然后选择在“工具”栏中“软件示波器”中“普通示波”，点击开始示波器即程序运行。

以后每个实验中的虚拟示波器运行方法同上。

只是加载的程序要根据实验的不同而不同。

如果以后用到该方法，不再赘述。

4、现象：程序执行，用虚拟示波器（CHl）观察输出点OUT（B1开始设置初始电平为0VD／A输出并增＜=0FFH?YN数模转换中），可以测量到连续的周期性三角波。

通过实验结果的图片，我们可以知道得出来的三角波的幅值为U=(3.01V+1.95V)=4.96V。

T=1.3s模拟输出来的幅值和我们输入的5V有一定的偏差。

相对误差为（5-4.96）/5=0.8%,因为0832是8为的,所以分辨率为1/256即0.004。

相比较一下本次实验的误差只有0.8%，相当于掉了两个单位的分辨率。

在允许的误差范围之内。

所以本次实验的结果还算是比较成功的。

四、实验小结通过本次实验，我对数模转换的知识理解得更加透彻，以及如何使用DAC0832进行数模转换把数字量转换为模拟量并以三角波形式输出。

射频信号的AD/DA电路设计一、概述射频（Radio Frequency，RF）技术在现代通信、雷达、无线电等领域中起着关键作用。

在RF系统中，模数转换（Analog-to-Digital，AD）和数模转换（Digital-to-Analog，DA）电路扮演着重要的角色，它们负责将模拟射频信号转换为数字信号或将数字信号转换为模拟射频信号。

由于射频信号的特殊性，AD/DA电路的设计面临着诸多挑战，本文将对此进行深入探讨。

二、射频信号的特点1. 高频率：射频信号通常工作在MHz至GHz的频率范围，远高于一般的信号频率。

2. 高频宽：射频信号的频率带宽通常较大，需要AD/DA电路能够满足宽频带的转换需求。

3. 高动态范围：射频信号的动态范围较大，通常要求AD/DA电路具有较高的分辨率和动态范围。

三、AD/DA电路设计的关键问题1. 信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）：射频信号的弱信号部分很容易受到噪声的影响，AD/DA电路需要具有较高的信噪比，以保证信号的准确性和可靠性。

2. 高速采样：由于射频信号的高频率特性，AD/DA电路需要具有较高的采样速度，以保证对信号的准确采样和重建。

3. 宽频带设计：AD/DA电路需要能够支持射频信号的宽频带特性，包括高频率下的线性度和带宽。

4. 功耗和集成度：射频系统通常对功耗和集成度有较高的要求，AD/DA电路需要在保证性能的同时尽可能降低功耗和提高集成度。

四、AD电路设计1. 高速ADC芯片选择：针对射频信号的高频率和高速采样要求，需要选择合适的高速ADC芯片，比如ADI的AD6676、ADI的AD9201等。

2. 时钟管理：射频信号的高频率要求AD电路具有较高的时钟稳定性和抖动抑制能力，需要对时钟进行精密设计和管理。

3. 输入阻抗匹配：射频信号的输入阻抗通常较低，需要进行良好的输入阻抗匹配，以保证信号的准确采样。

4. 前端放大器设计：针对射频信号的弱信号特性，通常需要在AD电路前端设计放大器进行前置放大。

电路中的模数转换与数模转换的原理与应用在现代电子设备中，模数转换和数模转换是一些关键的技术，广泛应用于音频、视频和通信等领域。

这些转换技术允许我们将模拟信号和数字信号之间进行转换，并在电路设计中发挥重要作用。

本文将探讨模数转换和数模转换的原理和应用。

一、模数转换（ADC）模数转换（Analog-to-Digital Conversion，简称ADC）是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。

它的原理基于量化和编码两个步骤。

首先，量化将连续的模拟信号分为不同的离散级别。

这个过程类似于将一个连续的信号映射到一组离散的数值上。

量化程度的精确度决定了数字信号的分辨率。

常见的量化方法有线性量化和非线性量化。

接下来，编码将量化后的数值转换为数字信号。

常见的编码方式包括二进制编码、格雷码和翻转码等。

其中，二进制编码是最常用的编码方式，它将每个量化级别与一个二进制码相对应。

模数转换器的应用非常广泛。

例如，在音频信号处理中，模数转换器将模拟音频信号转换为数字形式，使得我们可以进行数字信号处理，如音频编码和音频分析等。

此外，在通信系统中，模数转换器将模拟语音信号转换为数字信号，使得我们可以进行数字通信，如电话和移动通信等。

二、数模转换（DAC）数模转换（Digital-to-Analog Conversion，简称DAC）是将离散的数字信号转换为连续的模拟信号的过程。

它的原理与模数转换相反，包括解码和重构两个步骤。

首先，解码将数字信号转换为对应的离散数值。

解码过程与编码过程相反，常见的解码方式包括二进制解码和查找表解码等。

接着，重构将解码后的数值转换为模拟信号。

重构过程类似于对数字信号进行插值和滤波，以恢复出连续的模拟信号。

数模转换器在许多领域中也得到广泛应用。

例如，在音频播放器中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号，供扬声器播放。

此外，在调制解调器中，数模转换器将数字通信信号转换为模拟信号，使其可以被传输和接收。

数模转换电路原理
数模转换电路是指将数字信号转换为模拟信号的电路。

数模转换电路的基本原理是根据数字信号的离散特性，利用数字量与模拟量之间的转换关系来实现信号的转换。

常见的数模转换电路有数字模拟转换器（DAC）和模数转换器（ADC）。

DAC是将数字信号转换为模拟信号的电路。

它根据输入的数字信号值，在输出端生成与输入相对应的模拟信号。

DAC电路的基本原理是通过数字信号的二进制编码来确定输出模拟信号的电平大小。

具体来说，DAC电路将输入的数字信号按照一定的编码方式，将每个数字位对应到不同的电平上，然后利用各种放大、滤波等技术处理，最终生成与输入数字信号相对应的模拟信号。

ADC是将模拟信号转换为数字信号的电路。

它根据输入的模拟信号大小，在输出端生成对应的数字信号值。

ADC电路的基本原理是通过对模拟信号的抽样、量化和编码来实现信号的数字化。

具体来说，ADC电路对输入模拟信号进行周期性的抽样，将每个抽样点的电平值进行量化，即将连续的模拟电平转换为离散的数字量，然后将量化后的数字量按照一定编码方式输出。

数模转换电路在很多应用中发挥着重要作用。

在通信系统中，常用的数字音频、视频信号需要经过数模转换才能在模拟信号通路中传输。

在测量与控制系统中，传感器采集的模拟信号需要通过ADC转换为数字信号，进行计算和处理。

总之，数模
转换电路是数字与模拟领域的重要桥梁，对于实现数字与模拟信号的互相转换具有重要意义。