数字转换器SDC原理及应用
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数据手册概述SDC477H 是一款内置霍尔感应及输出单线圈驱动于一体的集成电路,广泛应用于各类大、小型单相直流马达。
内置斩波放大器可以动态调整输入失调电压,大大提高了磁场灵敏度。
高灵敏度的霍尔感应块可以使其用于微型CPU 冷却风扇以及各类鼓风机和直流风扇。
它的工作电压范围宽,持续工作电流达400mA 。
特点⏹ 内置霍尔感应块及输出单线圈驱动 ⏹ 工作电压范围宽:2V ~20V⏹ 输出能力强:可持续驱动400mA 电流 ⏹ 电源反接保护 ⏹过温保护功能应用⏹ 无刷直流马达 ⏹ 无刷直流风扇图1. 封装形式TO-94数据手册管脚描述1.VDD2.DO3.DOB4.GND2341Package: TO-94SDC477H图2. 管脚排布表1. 管脚描述功能框图图3. 功能框图数据手册订购信息SDC477H Circuit TypeE1: Pb-free G1: Halogen-freePackage TO-94: Z4X -X数据手册表2. 极限参数表3. 推荐工作条件DD表4. 电气特性磁场特性(除特殊注明外:V DD=12V)数据手册图4. 输出 vs. 磁场特性表5.磁场特性数据手册原理简介 H-桥晶体管输出下图是H-桥MOS 管输出电路。
通过开关管控制流过单线圈L1上的电流方向来实现单相马达转换。
当磁场为N 极时,Q2、Q3关断,Q1、Q4开启,线圈L1上电流从DO 流向DOB 。
当磁场为S 极时,Q1、Q4关断,Q2、Q3开启,线圈L1上电流从DOB 流向DO 。
图5. 输出管结构温度保护功能SDC477H 具有温度保护功能。
当内部结温达到160℃时,输出开关管就会关断。
当IC 的结温降低20℃后,温度传感器会使输出开关管再次开启。
数据手册典型应用图图6. 典型应用图注:C1为旁路电容,可以有效吸收电源的高压脉冲以及风扇运转时线圈产生的反向电动势,建议C1=4.7uF 。
R1为限流电阻,可以减小C1充放电时的瞬间峰值电流,提高C1电容的可靠性,建议R1=3.3Ω。
电路分析课题研究之数字—模拟转换器(DAC)原理研究一.数字模拟转换器的简介简称“模数转换器”。
把模拟量转换为数字量的装置。
在计算机控制系统中,须经各种检测装置,以连续变化的电压或电流作为模拟量,随时提供被控制对象的有关参数(如速度、压力、温度等)而进行控制。
计算机的输入必须是数字量,故需用模数转换器达到控制目的。
二.数字模拟转换器的原理简单描述(1).数字模拟转换器的原理DAC基本工作模式就是数模转换,数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量,实现该功能的电路或器件称为数模转换电路,通常称为D/A转换器或DAC。
数字量是用代码按数位组合起来表示的,对于有权码,每位代码都有一定的位权。
为了将数字量转换成模拟量,必须将每1位的代码按其位权的大小转换成相应的模拟量,然后将这些模拟量相加,即可得到与数字量成正比的总模拟量,从而实现了数字—模拟转换。
这就是组成DAC转换器的基本指导思想。
(2).数字模拟转换器的一般组成n位二进制DAC组成一般包括:数字寄存器、模拟开关、基准电压源、电阻网络和放大器几个组成部分(3).数字模拟转换器的技术指标 a.分辨率分辨率说明D/A 转换器分辨最小输出电压的能力,通常用最小输出电压与最大输出电压之比表示。
所谓最小输出电压ULSB 指当输入的数字量仅最低位为1时的输出电压,而最大输出电压UOMAX 是指当输入数字量各有效位全为1时的输出电压。
对于一个n 位的D/A 转换器,分辨率可表示为b.转换误差转换误差是指D/A 转换器输入端加最大数字量时,实际输出的模拟电压与理论输出模拟电压的最大误差。
通常要求D/A 转换器的误差小于c.转换速度转换速度是指D/A 转换器从数码输入开始,到输出的模拟电压达到稳定值所需的时间,也称为转换时间。
121 nOMAXLSB U U ==分辨率2LSB U一般取输入由全0变成全1或反之,其输出达到稳定值所需要的时间。
转换时间越小,工作速度就越高。
目录摘要 (2)Abrstract (3)第一章:引言 (4)第二章:自整角机的原理 (5)2.1自整角机/数字转换器的概述及原理 (5)第三章:FIR滤波器的原理 (8)3.1数字信号处理概述 (8)3.1.1:数字信号系统概述 (8)3.1.2:离散时间信号与系统 (8)3.1.3离散时间信号的傅立叶变换及DFT (9)3.2数字滤波器 (11)3.2.1数字滤波器的基本原理 (11)3.2.2 数字滤波器的分类 (13)3.2.3 FIR数字滤波器 (14)3.3 普通的直接型FIR滤波器 (18)第四章:FIR滤波器的FPGA实现 (20)4.1.原理图: (20)4.2串行低通FIR滤波器的FPGA设计 (21)4.2.1 可编程逻辑器件和QutrtusII软件介绍 (21)4.2.2 实验原理 (23)4.2.3 串行低通FIR滤波器的VHDL实现 (24)4.3 ROM64.mif的MALTLAB生成 (26)4.3.1 MATLAB的简介 (26)4.3.2 串行低通滤波器的系数生成 (27)第五章:SD转换的实现 (29)5.1 SD转换的基本原理 (29)5.2 各部分的原理及其VHDL实现 (29)结论 (31)谢辞 (32)参考文献 (33)附录: (34)摘要:本文利用自整角机、AD变换器、FIR滤波器、和SD变换器设计了一个自整角机/数字转换器系统,从自整角机输出的模拟信号经同步AD变换器后,变成数字信号进入滤波器。
经滤波器双路信号经过滤波后输入SD变换器.在SD变换器中,双路信号经去符号位、求绝对值等处理后通过除法器相除,得到的结果通过查反正切表得出角度,此时的角度是在第一象限上半区的,所以还要通过双路信号的大小和符号关系对角度进行修正,得到的角度在全象限。
在本文中,主要对自整角机/数字转换器的FIR滤波器和SD变换器进行设计。
其中滤波器采用加海明窗的64阶串行低通滤器;SD转换器的精度为14位。
第9章模拟/数字转换器的使用——模拟信号采集与回放电路的设计目标通过本章的学习,应掌握以下知识●斜坡型(计数型)模拟/数字转换器的工作原理●逐次逼近型模拟/数字转换器(Successive-Approximation ADC,SAC)的工作原理●MSP430G2xx芯片内部的模拟/数字转换模块(ADC10)●模拟/数字转换中的采样——保持过程●实际模拟/数字转换关系的非理想●MSP430F2xx芯片内部的模拟/数字转换模块(ADC12)引言模拟/数字转换器是对模拟信号进行数字化处理所需要的另外一种接口。
使用模拟/数字转换器能够将幅度连续、时间连续的模拟信号,转换为幅度离散、时间离散的数字信号,建立起模拟信号数字化处理的基础。
相对基于运算放大器实现数字/模拟转换器的工作原理,模拟/数字转换器的工作原理比较复杂。
虽然微控制器芯片对其外围模块的控制都是通过访问相关寄存器来实现,但是了解具体电路的工作过程将能够更加清晰地理解不同的寄存器配置条件下的工作特点,更好地使用这些外围模块。
MSP430系列微控制器中包含模拟/数字转换模块具有多种类型,而且具有不同的技术指标。
本章分别介绍包含在MSP430G2231芯片内部,具有10位分辨率的模拟/数字转换模块(ADC10);以及包含在MSP430F2619芯片内部,具有12位分辨率的模拟/数字转换模块(ADC12)。
如果使用MSP430F2619微控制器芯片,使用12位分辨率模拟/数字转换模块(ADC12)将能够把信号产生器输出的正弦信号转换为对应的数字信号,使用上一章学习的数字/模拟转换模块(DAC12)将能够把数字信号转换为模拟信号。
通过示波器观察数字/模拟转换模块(DAC12)输出的信号波形,这时将可以发现恢复的正弦信号波形是由许多小台阶所组成。
提高信号产生器输出正弦信号的频率,将可以发现波形失真加大,直到波形变得杂乱无章;继续提高信号产生器输出正弦信号的频率,将会发现在一些频率点上,示波器又将出现一个完整的正弦信号波形。
模拟数字转换器的基本原理我们处在一个数字时代,而我们的视觉、听觉、感觉、嗅觉等所感知的却是一个模拟世界。
如何将数字世界与模拟世界联系在一起,正是模拟数字转换器(ADC)和数字模拟转换器(DAC)大显身手之处。
任何一个信号链系统,都需要传感器来探测来自模拟世界的电压、电流、温度、压力等信号。
这些传感器探测到的信号量被送到放大器中进行放大,然后通过ADC把模拟信号转化为数字信号,经过处理器、DSP或FPGA信号处理后,再经由DAC还原为模拟信号。
所以ADC和DAC在信号链的框架中起着桥梁的作用,即模拟世界与数字世界的一个接口。
信号链系统概要一个信号链系统主要由模数转换器ADC、采样与保持电路和数模转换器DAC组成,见图1。
DAC,简单来讲就是数字信号输入,模拟信号输出,即它是一种把数字信号转变为模拟信号的器件。
以理想的4 bit DAC为例,其输入有bit0 到bit3,其组合方式有16种。
使用R-2R梯形电阻的4bit DAC在假定Vbit0到Vbit3都等于1V时,R-2R间的四个抽头电压有四种,分别为V1到V4。
采样保持电路也叫取样保持电路,它的定义是指将一个电压信号从模拟转换成数字信号时需要保持稳定性直到完成转换工作。
它有两个阶段,一个是zero phase,一个是compare phase。
采样保持电路的比较器通常要求其offset比较小,这样才能使ADC的精度更好。
通常在比较器的后面需要放置一个锁存器,其目的是为了保持稳定性。
在采样电压快速变化时,需要用到具有FET开关的采样与保持电路。
当FET开关导通时,输入电压保存在某个位置如C1中,当开关关断时,电压仍保持在该位置中进行锁存,直到下一个采样脉冲的到来。
ADC与DAC在功用上正好相反,它是模拟信号输入,数字信号输出,是一个混合信号器件。
模数转换器ADCADC按结构分有很多种,按其采样速度和精度可分为:多比较器快速(Flash)ADC;数字跃升式(Digital Ramp)ADC;逐次逼近ADC;管道ADC;Sigma-Delta ADC。
模数转换器的原理
模数转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的设备,其原
理包括采样和量化两个步骤。
采样是指按照一定的时间间隔对模拟信号进行离散化处理,
取样频率决定了数字化的精度。
在采样过程中,模数转换器将
模拟信号在每个采样点上进行测量,并将测量结果保留为数字
形式。
量化是指将采样得到的模拟信号测量结果转换为离散的数字
数值。
量化过程将模拟信号的幅值映射到一个离散的数值集合上,这个数值集合被称为量化级别。
模数转换器根据量化级别
对采样得到的模拟信号进行量化,并将其表示为相应的数字码。
模数转换器的核心是一个模数转换器(ADC)和一个数模转
换器(DAC)。
ADC将模拟信号转换为数字信号。
当输入的模拟信号进入ADC时,首先会经过一个采样保持电路,它的作用是将模拟信
号的幅值进行保持,以便之后进行采样和量化。
接下来,采样
保持电路将保持的模拟信号进行采样,并将每个采样点的幅值
转换为数字形式。
最后,ADC对采样得到的模拟信号进行量化,将其表示为数字码。
DAC则将数字信号转换为模拟信号。
DAC接收由ADC产生的数字码,并将其还原为模拟信号。
DAC首先将数字码转换为
相应的模拟电压,并经过一个重构滤波器以消除数字到模拟转
换过程中的噪声和失真。
最后,重构滤波器输出的模拟信号经
过放大器放大,得到最终的模拟输出信号。
总体而言,模数转换器通过采样和量化的过程将模拟信号转
换为数字信号,并通过数模转换器将数字信号还原为模拟信号。
这样可以实现模拟信号的数字化处理和传输。
模数转换器工作原理
模数转换器(ADC)是将模拟信号转换为数字信号的电子设备。
它的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 采样:ADC首先对输入的模拟信号进行采样,即在一定时
间间隔内对模拟信号进行离散取样。
采样频率越高,能够更准确地还原原始信号。
2. 量化:采样后的模拟信号被转换为离散的数字数值。
这个过程称为量化。
ADC将连续的模拟信号分成若干个离散的电平,每个离散的电平对应一个数字数值。
3. 编码:量化后的数字数值通常是一个连续的模拟量。
编码的目的是将这个连续模拟量转换为离散的二进制数值。
常见的编码方式有二进制码、格雷码等。
4. 输出:完成编码后,ADC将数字信号输出,可以通过数据
总线或者其他接口传输给数字系统进行后续处理或存储。
需要注意的是,不同类型的ADC使用不同的转换方法,但以
上步骤基本是通用的。
除了基本的采样、量化、编码和输出,ADC中还可能包括放大器、滤波器等模块,用于对输入信号
进行预处理或增强功能。