单极性ADC采样双极性波形
3.2、ADC参数及其电路形式
3.2模数转换器(ADC)参数及其电路形式模数转换器(Analog-to-Digital Converter)简称ADC，它是一种将模拟信号转换成相应的数字信号的装置或器件。
模拟信号是指那些在时间上和数值上都是连续变化的信号。
自然界中各种物理量，如声、光、力、热等，在时间上和量的大小上也都是连续变化的。
这些物理量经过传感器可以被变换成电信号，以便用电子技术手段来处理。
而大多数传感器变换得到的电压、电流信号仍然是连续的。
显然，这种连续变化的电压、电流信号属于模拟信号。
模拟信号需要用模拟仪表指示，用模拟电路进行信号加工、用模拟计算机进行处理。
而模拟系统对外界电磁干扰、环境温度的变化、电子元器件的参数变化都是比较敏感的，因此一个高质量的模拟系统是非常昂贵的。
高速ADC的速度已达1000MHz，高精度ADC的分辨率已达24位；高速DAC 的速度也高达500MHz，高精度DAC的分辨率己达18位。
这样的指标已可以满足绝大多数电子设备对器件的要求，包括某些特殊应用场合的要求。
模数转换过程任何ADC都包括三个基本功能：采样、量化和编码。
采样过程将模拟信号在时间上离散化，使之成为抽样信号；量化将抽样信号的幅度离散化使之成为数字信号；编码则将数字信号最终表示成数字系统所能接受的的形式。
如何实现这三个功能就决定了ADC的形式和性能。
同采样频率应最少大于输入信号中最高频谱分量的两倍。
下图是采样过程：下图是3位采样和量化过程：静态特性ADC的静态特性是指它的实际量化特性。
理想ADC(没有电路误差)的量化特性仅由它的量化方式、输出数字的位数和码制决定。
实际上存在着失调误差、增益误差，线性和微分线性误差以及温度、时间和电源变化所引起的误差漂移。
动态特性ADC的动态特性主要由转换时间和速率两个相关的技术指标来描述。
一.常用术语和主要技术指标1.位(Bit)，字节(Byte)，字(Word)2.最低有效位 Least Significant Bit(LSB)最高有效位 Most Significant Bit(MSB)3.分辨率(Resolution)分辨率指模数转换器在转换中所能分辨的最小量，习惯上用转换结果的位数表示。
ADC采样效应及相关影响解剖
ADC采样效应及相关影响解剖在前述文章，BUCK电路模拟补偿器的数字化过程，我们讨论了模拟补偿器的数字化，事实上，数字化过程的第一个重要的环节就是ADC对反馈量的采样，本文就重点探讨一下由于ADC采样频率带来的一些问题，进而讨论一下相应的解决方案。
一.ADC采样频率对电源环路带宽的影响图1 ADC采样的基本结构在ADC模块中，一般会经过合适的时钟选择及分频，产生一个合适的时钟作为ADC采样及转换的时钟频率，并且会有一个电源作为ADC转换的参考电源，对模拟信号进行量化，比如AVDD 3.3V。
ADC 模块包含专用ADC内核和共享ADC内核，专用ADC内核固定接某一个ADC的采样通道，对采样时间要求不高，而共享ADC内核会接不同的ADC采样通道，这必然会涉及到ADC通道的切换。
在图1中，我们可知，模拟信号从ADC采样通道进去后，会进行采样，这会产生一定的延时，而采样后的信号会经过ADC转换，这也会消耗一定的时间，最终它的结果会送到ADCBUF寄存器去被软件处理，或者被数字滤波器或者数字比较器所用。
关于ADC的具体性能，我们在后面的文章中会详细讨论，此处不做过多探讨。
图2 ADC的采样含义一般来说，ADC的采样转换，需要一定的触发信号，当发生触发时，ADC或者开始直接转换，或者开始采样并采样结束后转换，这和ADC通道接的是专用内核还是共享内核有关。
这时候表示模拟信号流逝的时间轴就不是时间的含义了，而是表示对信号的一次一次的采样，每次采样之间的时间就是ADC的采样间隔Ts，经过ADC转换后，模拟信号就被转换为了离散数字信号，这些数字基于ADC的参考电压和ADC的位数精度，来表示被采样的模拟信号的大小。
图3 ADC的采样间隔和ADC采样转换延时当每一次进行触发ADC后，需要一个时间来完成转换及中断申请，而后在ADC中断中从ADCBUF中得到ADC的结果，这部分时间延时，在芯片硬件上会有一些措施会让这部分延时尽可能地减小，以便给环路控制算法留出足够的时间。
ADC的多种输入类型介绍
ADC的多种输入类型介绍单端输入具有单端输入的ADC将模拟输入电压相对于地进行数字化。
单端输入可简化ADC驱动器要求，降低信号链的复杂性并降低功耗。
单端输入可以是单极性或双极性，其中单端单极性ADC上的模拟输入仅在GND上方摆动（0V至VFS，其中VFS是由参考电压确定的满量程输入电压）（图1a）和单端双极性ADC上的模拟输入也称为真双极性，在GND（±VFS）之上或之下摆动（图1b）。
伪差分输入具有伪差分输入的ADC在有限范围内数字化差分模拟输入电压（IN + - IN-）。
IN +输入具有实际模拟输入信号，而IN-输入具有受限范围。
伪差分单极性ADC在0V范围内数字化差分模拟输入电压（IN + - IN-）到VFS。
在此范围内，在IN +引脚上驱动的单端单极性输入信号相对于信号接地参考电平进行测量，由IN-引脚驱动。
IN +引脚允许从GND摆动到VFS，而IN-引脚限制在GND±100mV左右（图2a）。
伪差分双极ADC将差分模拟数字化输入电压（IN + - IN-）在±VFS / 2的范围内。
在此范围内，在IN +引脚上驱动的单端双极性输入信号相对于在IN-引脚上驱动的信号中间参考电平进行测量。
允许IN +引脚从GND摆动到VFS，而IN-引脚限制在VFS / 2±100mV左右（图2b）。
伪差分真双极ADC数字化差分模拟输入电压（IN + - IN-）在±VFS范围内。
在此范围内，在IN +引脚上驱动的真双极性输入信号相对于信号接地参考电平进行测量，由IN-引脚驱动。
允许IN +引脚摆幅高于或低于GND至±VFS，而IN-引脚限制在GND±100mV左右（图2c）。
adc采样原理
adc采样原理ADC采样原理。
ADC（Analog to Digital Converter）是模拟信号转换为数字信号的关键部件，它在各种电子设备中起着至关重要的作用。
本文将介绍ADC的基本原理和工作过程，帮助读者更好地理解ADC的工作机制。
ADC采样原理的核心在于模拟信号的离散化。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号。
ADC的作用就是将模拟信号按照一定的时间间隔进行采样，然后将采样得到的模拟信号值转换为对应的数字编码。
这个过程涉及到采样、量化和编码三个基本步骤。
首先是采样过程。
在采样过程中，模拟信号会以一定的时间间隔被取样，这个时间间隔称为采样周期。
采样的频率越高，对模拟信号的还原度就越高。
采样定理规定，为了完整地还原模拟信号，采样频率必须大于模拟信号中最高频率成分的两倍。
接下来是量化过程。
量化是将连续的模拟信号幅值转换为离散的数字编码的过程。
量化的精度取决于ADC的分辨率，分辨率越高，表示ADC可以将模拟信号幅值划分得越细致。
常见的分辨率有8位、10位、12位等，分辨率越高，ADC的精度也就越高。
最后是编码过程。
编码是将量化后的数字幅值转换为二进制编码的过程。
不同的编码方式有不同的表示方法，例如二进制补码、二进制反码等。
ADC将量化后的数字幅值按照一定的编码规则转换为对应的二进制编码，以便数字系统进行处理和存储。
总结一下，ADC采样原理的核心在于采样、量化和编码这三个基本步骤。
通过这些步骤，模拟信号可以被准确地转换为数字信号，从而在数字系统中进行处理和传输。
ADC在各种领域都有着广泛的应用，包括通信、医疗、工业控制等领域。
对ADC采样原理的深入理解，有助于我们更好地应用和设计各种电子设备。
希望本文对读者对ADC采样原理有所帮助，如果有任何疑问或者补充，欢迎在评论区留言讨论。
感谢阅读！。
单极性和双极性PWM调制的区别在哪里 详解PWM中的单极性和双极性
单极性和双极性PWM调制的区别在哪里详解PWM中的单极性和双极性本文主要是关于单极性和双极性PWM调制的相关介绍，并着重对单极性和双极性PWM调制的区别进行了详尽描述。
PWM控制的基本原理PWM（PulseWidthModulaTIon）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形。
PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻，PWM控制技术在逆变电路中的应用也最具代表性。
面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础，即在采样控制中，冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的同一环节上时，其效果基本相同。
其中，冲量指的是窄脉冲的面积；效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
如图1.1.1（1）所示，三个窄脉冲形状不同，但是它们的面积都等于1，当它们分别加在如图1.1.1（2）（a）所示的R-L电路上时，并设其电流i（t）为电路的输出，则其输出响应波形基本相同且如图 1.1.1（2）（b）所示。
一、什么是单极性PWM和双极性PWM通俗的说：单极性PWM就是PWM波形在半个周期中只在单极性范围内变化。
双极性PWM就是PWM波形在半个周期中有正、有负。
单、双极性是根据对低电平的不同定义而言的，然后所谓单极性，指的是以0V为低电平，双极性，指的是以“与高电平大小相等，极性方向相反（即在横轴下面）”的电位为低电平。
我们知道，PWM波形的产生是通过载波和信号波两个波形共同作用而成的，基本元素只有两个，高电平和低电平，信号波比载波高，则为高电平，比载波低，则为低电平。
二、单极性PWM原理产生单极性PWM模式的基本原理如下所示。
首先由同极性的三角波载波信号ut。
与调制信号ur，比较（图（a）），产生单极性的PWM脉冲（图（b））；然后将单极性的PWM脉。
【转】我的信号是双极性的信号，能不能直接输入到单电源供电的ADC？
【转】我的信号是双极性的信号，能不能直接输⼊到单电源供电的ADC？我的信号是双极性的信号，能不能直接输⼊到单电源供电的ADC？答案：答案：⾸先，我们要先对我们的输⼊信号有准确的理解。
⼀般在差分输⼊的情况下，会造成误解。
对于差分信号来讲，所谓的双极性是指的相对双极性，还是针对于地的绝对双极性信号？数据⼿册上对于差分情况下的双极性输⼊范围的定义，如+/-20mV, +/-80mV, +/-1.25V或者+/-2.5V的输⼊信号范围，是指的差分信号的差值，也就是说差分信号的正端AIN+与负端AIN-的差可以是正的，也可以是负的，但是这对差分信号的对地绝对电压值不⼀定是负的。
举个例⼦，差分信号正端AIN+的输⼊范围是1V到3V，差分信号负端AIN-的输⼊信号范围是3V到1V，那么差分输⼊信号的范围是－2V到2V。
可以看到，差分信号的范围是-2V到2V的双极性信号，但它们各⾃的绝对电平都是正的。
所以在输⼊ADC前⼀定要知道差分输⼊信号的绝对电压和差值。
那么单电源供电的ADC能不能处理绝对电压是负的信号呢？这取决于你有没有使能内部的缓冲器。
如果没有使能ADC内部的缓冲器，ADC的输⼊可以是负的，可以到-30mV。
如果使能了内部缓冲器，那么输⼊的模拟信号⼀定是正的，并且要⼤于某⼀电压，具体输⼊范围，请参见数据⼿册。
所以，⼀旦使⽤了内部缓冲器，请⼀定注意输⼊信号的对地的绝对电压值的范围。
但是对于AD7732/4，这两颗芯⽚的模拟输⼊有特殊处理，可以处理双极性的输⼊信号。
ADI的有些ADC可以双电源供电，AD7710， AD7711和AD7712，在双电源供电情况下，可以输⼊双极性信号。
什么是单端信号，什么是全差分，什么是伪差分？答案：单端信号对于ADC来说只有⼀个输⼊端，它的参考端是ADC的地。
对于单端信号来讲，答案：它的缺点是信号的偏移误差和噪声会影响ADC的输⼊动态范围。
全差分是⼀对独⽴的信号，ADC转换的是这对信号的差值，它们的共模信号则被抑制掉。
ADC0809中文资料
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图 11.19 ADC0808/0809 内部结构框图
（1）IN0～IN7——8 路模拟输入，通过 3 根地址译码线 ADDA、ADDB、ADDC 来选通 一路。
（2）D7～D0——A/D 转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数 据线连接。8 位排列顺序是 D7 为最高位，D0 为最低位。
1
（2）总的不可调误差： ADC0808 为± 2 LSB,ADC 0809 为±1LSB。
（3）转换时间： 取决于芯片时钟频率，如 CLK=500kHz 时，TCONV=128μs。 （4）单一电源： +5V。 （5）模拟输入电压范围： 单极性 0～5V；双极性±5V,±10V(需外加一定电路)。 （6）具有可控三态输出缓存器。 （7）启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使 A/D 转换开始。 （8）使用时不需进行零点和满刻度调节。 2) 内部结构和外部引脚 ADC0808/0809 的内部结构和外部引脚分别如图 11.19 和图 11.20 所示。内部各部分的 作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如 下：
×
无操作
0
×
0
启动一次 12 位转换
0
×
1
启动一次 8 位转换
1
+5V
×
并行读出 12 位
1
DGND
0
读出高 8 位(A 段和 B 段)
1
DGND
1
读出 C 段低 4 位，并自动后跟 4 个 0
（8）AGND——模拟地。 （9）GND——数字地。 （10）Vi(R)——参考电压输入端。 （11）VEE——负电源，可选加-11.4V～-16.5V 之间的电压。 （12）BIP OFF——双极性偏移端，用于极性控制。单极性输入时接模拟地(AGND)， 双极性输入时接 Vo(R)端。 （13）Vi(10)——单极性 0～＋10V 范围输入端，双极性±5V 范围输入端。 （14）Vi(20)——单极性 0～＋20V 范围输入端，双极性±10V 范围输入端。 （15）STS——转换状态输出端，只在转换进行过程中呈现高电平，转换一结束立即返 回到低电平。可用查询方式检测此端电平变化，来判断转换是否结束，也可利用它的负跳变
使用SigmaDeltaADC时容易被忽略的问题
使用SigmaDeltaADC时容易被忽略的问题最近见到不少帖子说，SigmaDelta型ADC不稳定。
其实大多数不是ADC的问题。
而是没有深刻理解SigmaDelta型ADC的原理和内部结构。
∑－△型ADC是一类利用过采样原理来扩展分辨率的模数转换器件，从原理上看，∑－△型ADC利用非常低分辨率的ADC(一般1bit)的ADC通过高速过采样，得到码流后量化得到数字量。
因为1bit ADC 就是一个比较器，1bitDAC也可以用模拟开关来实现；加之滤波和量化工作也是全数字实现的，所以∑－△型ADC更像是数字器件而不是模拟器件。
这最大可能的避免了模拟电路的漂移、批次性问题。
因此∑－△型ADC可以很容易达到高精度和高分辨率。
下面看图4.2：一个带锁存的比较器作为1bitADC，其输出码流分2路，一路给数字滤波和量化用，另一路反馈到减法器。
积分器的作用就是对减法器后的输入信号求平均。
关于∑－△调制和过采样的原理，很多教科书都是搬弄一大堆的公式和定理，证明码流平均值正比输入电压就了事。
没有让读者真正理解，害了不少人。
我觉得，从大家都熟悉的运放负反馈虚短路的知识，很容易理解∑－△调制的原理。
图4.2的整个环路构成典型的负反馈，那么由反馈理论可知，只要比较器（相当于运放）的开环增益足够大，A点会非常接近0V（虚地），即DAC的码流平均值（积分器就是求平均）一定会非常接近输入信号Vin／Vref的值。
数字滤波和量化器功能就是一低通滤波器，就是将码流的平均值（低频量）取出作为ADC转换结果。
上面分析了∑－△型ADC的基本原理。
在实际的∑－△型ADC芯片中，都采用开关电容电路来实现输入、减法器、积分器、基准切换功能。
这样便于纯数字方法实现。
很多∑－△型ADC内置可编程增益放大器（PGA），非常方便与电桥、热电偶等微弱信号传感器连接。
PGA 的实现其实也是靠改变开关电容采样、积分与读出的速度比来实现的，仍然是纯数字电路实现，不存在运算放大器的漂移、失调、上下轨等问题。
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图极性变换电路 如图所示，首先使用三个电阻分压使信号缩放和平移，然后通过同向信号放大器可以 使用运放对信号进行微调， 从而将双极性信号转变为单极性信号。 由叠加原理进行分析电路 过程如下：
=
∗
//
//
+ )
∗
// //
= (1 +
将（3.3）代入至（3.4）中，然后实际电路中数据代入，可以得到= ∗+ Nhomakorabea=
+
按照以上公式选取对应参数即可将双极性信号转换为单极性信号
电路二：
R9
R6 in + U2 R7
OPAMP R8 OUT OPAMP OUT + U3 Vref out
0
如图所示，首先使用两个电阻分压使信号缩放，接着利用运放电压跟随器，隔离输入 干扰，然后通过运放进行平移，从而将双极性信号转变为单极性信号。由电路原理进行分 析电路过程如下： VI = Vin VI 与 Vout 的关系式可以通过叠加定理： VI 输入为零，该部分电路为同向放大电路 = 1+ Vref 为零时，该部分电路为反向放大电路 =− 汇总可得： R R R V − V R R (R + R ) 按照以上公式选取对应参数即可将双极性信号转换为单极性信号 = 1+ +