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ADC介绍PPT课件

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SigmaDelta ADC原理.ppt

SigmaDelta ADC原理.ppt

现在，如果对噪声成型后的∑-△调制器输出进行数字滤 波，将有可能移走比简单过采样中更多的噪声。这种调制器 (一阶)在每两倍的过采样率下可提供9dB的SNR改善。
在∑-△调制器中采用更多的积分与求和环节，可以提 供更高阶数的量化噪声成形。例如，一个二阶∑-△调制器 在每两倍的过采样率可改善SNR 15dB。
q 1/ 2N
•若输入信号的最小幅度大于量化器的量化阶梯Q, 量化噪声的总功率是一个常数,与采样频率fs无关,
功率密度谱在0~fs/2的频带范围内均匀分布。
•量化噪声电平与采样频率成反比,提高采样频率, 可以降低量化噪声电平,而基带是固定不变的,因 而减少了基带范围内的噪声功率,提高了信噪比。
1 K
。如果直接使用
过采样方法使分辨率提高N位，必须进行 K 22N 倍过
采样。
为使采样速率不超过一个合理的界限，在Σ-ΔADC 中采用Σ-Δ调制器，利用反馈来改变量化噪声在0～ fs / 2 之间的平坦分布，使之成为增函数形式。
设Q为量化噪声，H(S)为模拟滤波器的传递函数，输 入信号为X，输出信号为Y，有
三、量化噪声整形
1、量化误差定义
ADC输入的模拟量是连续的，而输出的数字量是 离散的，用离散的数字量表示连续的模拟量，需要经 过量化和编码，由于数字量只能取有限位，故量化过 程会引入误差，量化误差也称量化噪声。
数字量用N位二进制数表示时最多可有 2N 个不同 编码。在输入模拟信号归一化为0～1之间数值的情 况下，对应输出码的一个最低有效位(LSB)发生变化 的最小输入模拟量的变化量为：
Y (X Y) / S Q
整理得
Y X /(S 1) QS/(S 1)
可见，当频率接近0时，（S→0），输出Y趋于X，且无噪声分量， 当频率增高时，X/(S+1)项的值减小，而噪声分量QS/(S+1)增加， 即Σ-△调制器对输入信号具有低通作用，对内部量化器产生的量

ADC讲义P演示文稿

ADC讲义P演示文稿

美国TRDI公司生产的“骏马”
系列“瑞江”牌河流宽带
ADCP是TRDI公司的第三代
声学多普勒河流流量测验系
统。与第一代和第二代河流
ADCP相比，“瑞江”ADCP
的尺寸，重量，盲区都大大
减小；价格也大幅度降低。
美国国家地理调查局已接受
“瑞江”ADCP作为其河流流
图5
量测验的标准仪器之一，各
项指标见表1。
“瑞江”1200 kHz和 600 kHz ADCP 有两种工作模式：标准工作模式 和浅水高精度工作模式。标准工作模式适应范围大，应用于大多数情况。 然而在水很浅、流速很低情况下，采用浅水高精度工作模式可以有效的提 高测量精度。
TRDI公司开发出了“零盲区”技术，应用于1200 kHz ADCP。因此，
对较高含沙量河流适用性较好。高含沙量意味着水体对声波能量的吸收增 强。这时需要采用较低频率的系统才能达到较大的剖面深度和保持底跟踪。 然而一般低频系统分辨率较低。由于采用了宽带信号处理专利技术， TRDI 较低频率的系统（600 kHz 和300 kHz ）在较高含沙量情况下具 有较好的穿透性，并且分辨率较高。
表1 各种频率走航式宽带ADCP系统的主要技术指标
频率（型号）
1200 （WHRZ1200-1）
600 kHz （WHR600-1）
300 kHz （WHRM300-1）
标准 工作 模式
盲区 （m） 单元数 最小单元长度（m） 最大单元长度（m） 最小剖面深度（m） 最大剖面深度（m）
流速量程（m/s）
窄带 (Narrowband): ADCP的声信号发射和处理的一种 方法. 对于每一个流速测量，ADCP发射一个单独的、相对 较长的脉冲波,然后聆听(即接受)水体中颗粒物对这个脉冲 的反射波, 并记录发射波与反射波之间的频率改变即多普勒 频移, 用来计算水体的速度.靠多次平均来消除干扰。图1～ 2表示单频系统存在的问题和工作过程。

ADC

ADC

-
+
Q6 优先编码器 Q5 7 6 5 4 3 2 1 0 EN
+
+
Q4
+
Q3
D2 并行二进 D1 制代码输出 D0
+
Q2
+
Q1 采样脉冲
2. 逐次比较型
D/A转换器
uO D2 D1 D0 二进制代码 输出
D2 D1 D0 CP 比较器 uI +
数码寄存器
-

控制电路
模拟电压输入
3. 双积分型
四. 主要技术指标
二. ADC原理
• 在A/D转换中，因为输入的模拟信号在时间 转换中， 转换中 上是连续的，而输出的数字信号是离散量， 上是连续的，而输出的数字信号是离散量， 所以进行转换时只能按一定的时间间隔对 输入的模拟信号进行采样， 输入的模拟信号进行采样，然后再把采样 值转换为输出的数字量。通常A/D转换需要 值转换为输出的数字量。通常 转换需要 经过采样、保持量化、编码四个步骤。 经过采样、保持量化、编码四个步骤。也 可将采样、保持合为一步，量化、 可将采样、保持合为一步，量化、编码合 为一步，共两大步来完成。 为一步，共两大步来完成。
• 所谓量化，就是把采样电压转换为以某个最小单 位电压△ 的整数倍的过程。分成的等级称为量化 级 ,A 称为量化单位。所谓编码 , 就是用二进制代 码来表示量化后的量化电平。 • 采样后得到的采样值不可能刚好是某个量化基准 值 , 总会有一定的误差 , 这个误差称为量化误差。 显然 , 量化级越细 , 量化误差就越小 , 但是 , 所用 的二进制代码的位数就越多 , 电路也将越 复杂。 量化方法除了上面所述方法外 , 还有舍尾取整法 , 这里不再赘述

ADC部分分析PPT课件

ADC部分分析PPT课件
零误差也称偏移误差， 指的是输出零数码的 非零平均模拟输入值。
ADC的零误差通常是 由内部放大器、比较 器的零点偏移造成。 011
010
其大小可用LSB或满 量程的百分数表示。
A(FS)
(c) 满量程误差
也称增益误差，指的
是ADC在输出满度数字
量（全1）时的输入模
拟量误差。
满量程误差通常由内
（或者=输入满量程电压/2N）
在工程上常用相对满度的百分值来表示分辨率。 例如上述10位的分辨率为0.1%（即1/210），而 12位的分辨率为0.025%（即1/212）。
也可直接用输出的位数来表示分辨率。
② 精度（误差）指标
(a) 量化误差（理想与实际的最大误差；理想情况下输出=输
入）
位数n（输入数字量的位数） 5
4 1LSB
3
1LSB=满量程FS/2n
2
例如这里：1LSB=8V/23=8V/8=1V 1
0 000 001 010 011 100 101 110 111 D(n=3
② 精度（误差）指标
与ADC类似，有零位误差、增益误差、线性误差等。
实际的
理想的
零位（失调）误差 是指输入数字代码 为零时，其非零的 模拟输出。
分辨率主要由ADC的位数（指输出数字量的位数） 决定，也与输入满量程有一定关系。
例如一个输入满量程为0~10V、10位的ADC，其最 小变化量为：10V/210=10V/1024≈10mV。
① 分辨率
若位数增加到12位，则该ADC的最小变化量为： 10V/212=10V/4096≈2.5mV。 所以，对N位的ADC，其分辨率=1/2N
D(N=3)ADC的量化误差是理想一的 种固有D误(N=差3)，也称作舍入误理差想的 。

数字电子技术基础全套课件ppt

数字电子技术基础全套课件ppt
二进制 补码的 形式编 码
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
二、直接A/D转换器
并联比较型
0≤vi ＜ VREF/15 时，7个比较 器输出全为0， CP 到来后，7 个触发器都置 0。经 编码器编码后 输出的二进制 代 码 为 d2d1d0 ＝000。
教学内容
§11.1 概述 §11.2 D/A转换器 §11.3 A/D转换器
教学要求
1、掌握DAC和ADC的定义及应用； 2、了解DAC的组成、倒T型电阻网络、集 成D/A转换器、转换精度及转换速度； 3、了解ADC组成、逐次逼近型A/D转换器、 积分型A/D转换器、转换精度及转换速度。
11.1 概述
取 1 8
取 2 15
最大量化误差为 △，即1／8V
最大量化误差为 1/2△，即1／15V
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
对双极性模拟电压的量化和编码
由于V-≈V+=0,所以开关S合到哪一边，都相当 于接到了“地”电位，流过每条电路的电流始终不 变。可等效为：
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
i2 Id34 Id28 Id11Id 60 取RF=R
CB7520电路原理图
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用

ADC药物PPT课件

ADC药物PPT课件
►Why Extremely High？
ADC到达肿瘤组织的数量有限（约1~2%） 肿瘤细胞表面抗原数量有限 癌细胞对ADC内化效率不容乐观 ADC的Linker不理想的稳定性造成药物提前释放

18
.
ADC: Paylaods Selection （药物）
2 The Target of Payload (药物作用部位)
1 Specificity (特异性)
所选抗原（即靶点）满足
病变组织 正常组织
说明
1
表达
不表达
2
高表达
3
表达
4
表达
低表达 表达 表达
ADC无法接触正常组 织抗原
正常组织再生性强和生 理作用不重要

8
.
ADC: Target Selection （抗原靶点）
2 Internalization (内化作用)
►所选抗原能够介导细胞快速内化ADC
►根据所设计的linker要求，ADC内化后应进入溶酶体途径
►细胞表面抗原介导ADC内化后，能够通过循环或者再生而 得到补充

9
.
ADC: Target Selection （抗原靶点）
2 Internalization (内化作用)
►药物作用的部位应在细胞内部
微管结构 DNA/RNA 线粒体 等
避免ADC在未接触靶细胞前，伤害正常细胞

19
.
ADC: Paylaods Selection （药物）

10
.
ADC: Target Selection （抗原靶点）
2 Internalization (内化作用)
►例外情况：

ADC药物PPT课件

1 免疫球蛋白体内长循环机制
药物的修饰会在某种程度上减少单抗的体内半衰期
例如：Kadcyla™（Trastuzumab emtansine）：由Trastuzumab单抗与药 物DM1通过非裂解linker在抗体赖氨酸残基上连接而成
主 题
内 容
LOGO
ADC: Target Selection （抗原靶点） ADC: Antibody Selection （抗体） ADC: Paylaods Selection （药物） ADC: Linker Technologies （连接技术）
ADC: Other Tips（其他相关）
26
.
ADC: Paylaods Selection （药物）
4 Commonly-used Toxic Payloads (常用药物)
Maytansinoids类
作用位点：微管蛋白 IC50: 10-10~10-12M 来源：从某种植物，细菌中提 取分离得到


23
.
ADC: Paylaods Selection （药物）
4 Commonly-used Toxic Payloads (常用药物)
已退市和已终止临床实验的ADC（截至2013）

24
.
ADC: Paylaods Selection （药物）
13
.
ADC: Target Selection （抗原靶点）
5 Accessibility (可接近性)
►主要指实体瘤 血癌如淋巴癌不存在这种现象
►阻止ADC进入实体瘤内部的物理障碍 颗粒越大，分子量越大，对实体瘤的穿透力越弱
►脑内肿瘤 面临着血脑屏障的阻碍

11

ADC入门 基础知识ppt课件


最新版整理ppt
12
ADC的性能参数
ADC 的性能参数主要有：
分辨率（Resolution） 微分非线性（Differential Nonlinearity简称 DNL） 积分非线性（Integral Nonlinearity 简称 INL） 失调误差 增益误差 信噪比（Signal to Noise Ratio） 无杂散动态范围（Spurious Free Dynamic Range 简称 SFDR） 总谐波失真（Total Harmonic Distortion，THD） 转换速度
最新版整理ppt
23
CMOS ADC 的结构
最新版整理ppt
6
高转换速度
A/D转换电路的速度主要是受运放建立时间和比 较器响应速度的影响。因此必须优化单级电路的建 立特性，提高运放的增益可以保证系统精度的同时 确保运放的大宽带、提高运放的压摆率设计、压摆 区和线性建立区的合理分割等。目前国际上已经产 品化的 ADC 采样速率最高可以达到 2.2GSPs （Maxiam公司的 MAX109）
目录
1、ADC是什么 2、背景、发展 3、现状 4、发展方向 5、ADC的基本框架 6、Nyquist采样定理 7、ADC的输入输出 8、ADC的性能参数 9、CMOS ADC 的结构 10、pipeline ADC 11、集成电路的设计方法
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1
ADC是什么
ADC：模拟——数字转换器 模拟——数字转换器和数字——模拟转
最新版整理ppt
18
信噪比
信噪比指ＡＤＣ输出信号功耗和噪声功耗间的比值，用
ｄＢ表示。
SNR10logPsignal Pnoise
其中，信号是指频谱图中基波分量的有效值，噪声＝总能量

ADCppt课件

n=3，被转换的通道 = 0、1、2、3、6、7、9、10 第一次触发：转换的序列为 0、1、2 ， 第二次触发：转换的序列为 3、6、7， 第三次触发：转换的序列为 9、10，并产生EOC事件 ， 第四次触发：转换的序列 0、1、2 …… 注意： 当以间断模式转换一个规则组时，转换序列结束后不自动从头开始。
❖ 模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超 出用户定义的高/低阀值。
❖ ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经 分频产生。
2. 特点
❖ 转换结束、注入转换结束和发生模拟看门狗事件时产生中断； ❖ 单次和连续转换模式； ❖ 自校准； ❖ 转换时间：STM32F103xx增强型产品：时钟为56MHz时为
7.1 A/D简介
❖ 将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模/ 数转换器（简称A/D转换器或ADC，Analog to Digital Converter）；
❖ 将数字信号转换为模拟信号的电路称为数/模 转换器（简称D/A转换器或DAC）；
❖ A/D转换器和D/A转换器已成为信息系统中不 可缺少的接口电路。
1μs(时钟为72MHz为1.17μs)； ❖ ADC供电要求：2.4V到3.6V； ❖ ADC输入范围：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+； ❖ ADC的输入时钟不得超过14MHz，它是由PCLK2经2/4/6/8
分频产生。
3. ADC引脚分配
❖ PA0～PA3——ADC123_IN0～ADC123_IN3 ❖ PA4～PA7——ADC12_IN4～ADC12_IN7 ❖ PE6～PE10——ADC3_IN4～ADC3_IN8 ❖ PB0、PB1——ADC12_IN8、ADC12_IN9 ❖ PC0～PC3——ADC123_IN10～ADC123_IN13 ❖ PC4、PC5——ADC12_IN14、ADC12_IN15

AD转换及其原理ppt课件

2. 量化误差
• 量化误差是由于ADC 的有限分辨率引起的误差，这是连 续的模拟信号在整数量化后的固有误差。对于四舍五入的 量化法，量化误差在±1/2 LSB之间。
整理ppt
6
二.ADC的主要技术参数
3. 绝对精度
• 绝对精度是指在输出端产生给定的数字代码所表示的实际 需要的模拟输入值与理论上要求的模拟输入值之差。
路使开关S1与UI相接，重复第一步。
T2
T1 VREF
UI
D
N1 VREF
U
I
N1
T1 TCP
其中TCP是脉冲时钟信号，D是计数脉冲数
整理ppt
24
双积分AD转换器
计数器中的数值 就是AD转换器转 换后数字量，至 此即完成了VT转 换。
整理ppt
25
双积分型A/D转换器的特点
➢ 因有积分器的存在，积分器的输出只对输入信 号的平均值有所响应，保证了工作性能比较稳 定且抗干扰能力强。
4. 相对精度
• 它与绝对精度相似，所不同的是把这个偏差表示为满刻度 模拟电压的百分数。
5. 转换时间
• 转换时间是ADC完成一次转换所需要的时间，即从启动信 号开始到转换结束并得到稳定的数字输出量所需要的时间， 通常为微秒级。
6．量程
• 量程是指能转换的输入电压范围。
整理ppt
7
三.A/D转换的一般步骤和基本原理
模拟输 入信号
uI
ADC
…
Dn-1 Dn-2
D1 n 位二进制数输出 D0 D = Dn-1 Dn-2 D1 D0
D
uＩ
“[ ]”表示取整。
基本原理
△ 称为 ADC 的单位量化电压或量化单位，它 是 ADC 的最小分辨电压。
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水平层上的流速一致性
Current Vector
Homogeneous Layer: Zero error velocity
Non-Homogeneous Layer: Large error velocity
ADCP 测流原理小结
• Acoustic -- ADCP 向水中发射固定频率的超 声波短脉冲。
• Doppler --这些超声波脉冲碰到水中的散射体 （浮游生物，泥沙等）将发生散射。从散射体 返回的信号在频率上有变化（频移）。
• Current – 从每个波束接收到的回波信号可 得到水流的东向、北向和垂向速度分量。
• Profiler – 将从上到下的整个水柱划分成若 干个深度单元，各深度单元的流速数据组成流 速断面。
TRAIN APPROACHES-Higher Pitch
TRAIN RECEDES-Lower Pitch
经典实例
声学多普勒频移取决于沿声束方向运动
观察者速度
表观速度
0 波 / 单位时间
8 波 / 单位时间
4 波 / 单位时间
4 波 / 单位时间
60
12 波 / 单位时间 10 波 / 单位时间
• 下面的内容将介绍怎样测量这些深度单 元中的流速数据的过程
RD Instruments
• Acoustic – 声学的 • Doppler -- 多普勒 • Current -- 流速 • Profiler -- 断面
声波的传播
• ADCP 向水中发射固定频率的声波短脉冲 。
• 这些声脉冲碰到水中的散射体（浮游生 物，泥沙等）将发生散射。
相对运动矢量
• 当两个物体以一定角度相对运动时，将 得到不同的“多普勒频移”。
• 如果二者相互垂直（90度）运动，将不 发生多普勒频移。
• 只有当两个物体的相对运动角度不是90 度时，才发生多普勒频移。
声束坐标及沿声束方向流速
Fd ＝ 2 F V/C
Fd ＝声学多普勒频移 F ＝ 发射波频率 V ＝沿声束方向流速 C＝声波在水中的传播速度
• 利用罗盘提供的方向、倾斜计提供的纵摇和横摇数 据，将ADCP坐标(X-Y-Z)下的流速分量转换成地球 坐标下的流速分量—东向，北向和垂向分量。
不同坐标下的流速及其转换
VＵ VＥ
VＮ
V1, V2, V3, V4
V4 V1
VX, VY, Vz
V2 V3
VE, VN, VU
声束对
水平流速
非水平流速
流速测量
• 每个波束接收到的信号被独立地处理后 转换成沿波束方向的流速分量。
• 根据ADCP波束与水面之间的夹角，各沿 波束方向的流速分量被转换成水平和垂 直分量。
不同坐标下的流速及其转换
• ADCP首先测量的是沿声束方向的流速分量。
• 根据声束角，将声束坐标下的流速分量转换成 ADCP坐标(X-Y-Z)下的流速分量
• 如果发声体朝着观察者运动，被听见的声音频 率会升高。
• 如果发声体背着观察者运动，被听见的声音频 率会降低。
• 这种现象的例子是当你站在铁路旁并有一列火 车通过时，当火车逼近你时其汽笛声声调变高 ，当火车离你远去时，汽笛声声调变底。
声学多普勒原理
• 由于观察者与声源之间的相对运动使观察 者接收到的声波频率发生改变的一种现象
船载 ADCP 流速测量
• 对于声束角＝20 度的ADCP，旁瓣 区大约为水深的 6%
• 25 度: 10%
• 30 度: 15%
6% 94%
20? 20?
Side lobe Main lobe
ADCP 工 作 前 提
• 用 ADCP 测流时有二个基本假设：
1. 反射声波信号的浮游物体是随着水流运动 的。
2. 所有四个ADCP波束都在测量同一个流速矢 量。即流速在一个小范围的同一水平面上是 不变的
未倾斜时对应单元
倾斜后对应单元 倾斜角度
换能器发射能量分布：主瓣与旁瓣
o
180
o
180
o
270 o 90
40 db 30 db 0 db 10 db
o
90 o
270
o
270 o 90
2
40 db 30 db 20 db 10 db
o
90 o
270
o
0
大直径换能器
o
0
小直径换能器
旁瓣（Side Lobe）
１－２声束对
３－４声束对
流速矢量 实测流速分量 未测流速分量
流速空间分布及空Байду номын сангаас平均
流速空间分 布均匀
流速空间分布 不均匀
流速断面
• 一台 ADCP 可以顶替若干台传统的流速 仪。
• 在使用ADCP时，用户可以设置不同厚度 的深度单元（即Bin）。
• 对每个深度单元， ADCP 可测出其中流 速矢量的东向，北向和垂向分量。
声波的传播
1 cm
Euphasiid
1 cm
1 mm
Pteropod
Copepod
声波的传播
• 被散射体反射回的声波被ADCP接收到 • 当散射体有相对运动，其反射的声波在
频率上有一定的变化（频移） • 这种效应叫做多普勒效应 …
多普勒效应
• 一个运动物体发出的声波被一个静止的观察者 听见时在频率上将发生变化。
ADCP 基本原理概要
• 声学多普勒测流仪基本原理要点
a)
什么是多普勒现象
b)
什么是波束和地球坐标
c)
船的航向、纵摇、横摇的影响
d)
什么是深度单元（Bin)
e)
什么是流速断面
f)
什么是底跟踪
ADCP 流速断面的基础
• ADCP 是专用于测量断面的水流速度和 方向的声学设备
• 水流断面被分割成若干个离散的层，叫 做深度单元
• 各个深度单元的流速数据组合成流速断 面。
深度单元
ADCP
机械式流速仪
ADCP如何测量垂线上各点流速（流速剖面）
离 ADCP 距离
cell 4
cell 3
回波
cell 2
回波
cell 1
回波
开始 结束
发射脉冲
回波 闸口１ 闸口２ 闸口３ 闸口４
时间
单元 ４ 单元 ３ 单元 ２
单元 １ 盲区
ADCP利用倾斜计数据进行倾斜校正
ADCP 河流流量测量
原理及操作使用方法
美国RDI公司 水利部南京水利水文自动化研究所
RDI公司简介
• 1981年建立，在美国加利福尼亚州，圣地亚哥 • 创始人：Fran Rowe, Kent Deines (RD) • 最大的ADCP生产厂家 • 已通过 ISO9001 国际质量体系认证 • ADCP 产品年销售额约二千万美元 • 大约四千多台ADCP应用于世界各地 • 大约一百多台ADCP 在中国