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重量选别机A/D转换芯片的选择介绍

作者: 来源: 日期:2014-6-11 14:27:00 人气:148

由于单片机处理的必须是数字信号,而传感器输出的却是模拟量,所以在单片机的实时测控和智能化仪表等应用系统中,需将检测到的连续变化的模拟量压力转换成离散的数字量,才能输入到单片机中进行处理。所以重量选别机要进行A/D转换器的选择,主要根据下面的技术指标。

(1)称重分辨率(Resolution)

对ADC说,分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。转换器的分辨率定义为满刻度电压与2^n之比值其中n为ADC的位数。

(2)称重量化误差(Qizing ErTor)

量化误差是由ADC的有限分辨率而引起的误差。

(3)称重偏移误差〔Offset Error)

偏移误差是指输入信号为零时,输出信号不为零的值,所以有时又称为零值误差。偏移误差通常是由于放大器或比较器输入的偏移电压或电流引起的。一般在ADC外部加一个做调节用的电位器便可使偏移误差调至最小。

(4)称重满刻度误差(Full Scale Error)

满刻度误差又称为增益误差(Gain Error)。  ADC的满刻度误差是指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入电压之差,一般满刻度误差的调节在偏移误差调整后进行。

(5)称重线性度(Linearity)

线性度有时又称非线性度(Non-Lineanty),它是指转换器实际的转移函数与理想直线的最大偏移。线性度不包括量化误差、偏移误差与满刻度误差。

(6)称重绝对精度(Absolute Accuracy)

在一个转换器中,任何数码相对应的实际模拟电压与其理想的电压值之差并非是一个常数,把这个差的最大值定义为绝对精度。

(7)称重相对精度(Relative Accuracy)

它与绝对精度相似,所不同的是把这个最大偏差表示为满刻度模拟电压的百分数,或者用二进制分数来表示相对应的数字量。它通常不包括能被用户消除的刻度误差。

(8)转换速率(ConversionRate)

ADC的传换速率就是能够重复进行数据转换的速度,即每秒转换的次数。而完成一次A/D)转换所需的时间(包括稳定时间),则是转换速率的倒数。

超大规模集成电路技木的发展,使集成A/D转换器的发展速度惊人。品种繁多、性能各异的满足不同要求的集成A/D转换器不断涌现。因此在进行数据采集系统设计时,首先必须选择合适的A/D转换器以满足应用系统设计要求的问题。


A/D转换器位数的确定与整个测量控制系统所要测量控制的范围和称重精度有关,但又不能唯一确定系统的精度。因为系统精度设计的环节较多,包括传感器变换精度、信号预处理电路精度和A/D转换器及输出电路、伺服机构精度,甚至还包括软件控制算法。

A/D转换芯片的选择主要是位数的选择,由于该系统的精度为0.1%,故选择分辨力为12位的A/D芯片,另外系统要求采样时间短,故选择了高速A/D转 换芯片AD574A。它是美国模拟器件公司生产的标准28脚封装的双列直插集成A/D转换器,无需外接元器件,就可以独立完成A/D转换,内部设有三态数 据存储器,非线性误差为±1/2LSB或±1LSB,一次转换时间为35us,电源供电为±5V和±15V。由于芯片内部比较器有改变量程的电阻和双极性 输入电阻(10k),因此AD574A输入模拟量程范围分0~+10V,0~+20V,-5V~+5V以及-10V~+10V共四种。

STS为工作状态指示端,STS=1表示正处于转换状态,STS返回到低电压时表示A/D转换结束,该信号可供微处理器作为中断或称重查询端。AD574A与8031单片机的接口电路见原理图中的相关部分。


R/12/A0工作状态

0×0启动12位A/D转换

0×1启动8位A/D转换

1接1脚(5V)×12位并行输入有效

1接15脚(0V)0高8位并行输出有效

1接15脚(0V)1低4位加上尾随4个零有效



当CE=1启动转换,在启动信号有效前,R/ 必须保持低电平,否则将产生称重读数据错误


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