3.4 采样保持电路
Simulink环境下的SAR ADC行为建模与仿真分析
Simulink环境下的SAR ADC行为建模与仿真分析韩笑;孙玲;吴秀山【摘要】逐次逼近型模/数转换器由于电路复杂度较低,且功耗和速度等性能可以随着集成电路工艺的进步而不断提升,在高速、高精度ADC设计中被广泛应用.借助Matlab软件环境下的Simulink工具,该文以14位SAR ADC为例给出了电路的行为级建模方法,分析了SAR ADC采样频率、输入信号频率以及内部时钟之间的关系,充分讨论了Simulink下各模块的具体实现并给出了仿真结果.该分析为SAR ADC的晶体管极电路设计与实现提供了重要参考依据.%The analog-to-digital converter (ADC) of the successive approximation register (SAR) has been widely used in the design of the high-speed and high-precision ADC because its circuit complexity is low,and its performances such as power dissipation and speed can be constantly improved with the improvement of the integrated circuit technique.By virtue of the Simulink tool under Matlab software environment,the 14-bit SAR ADC is taken as an example to give the behavior modeling method of the circuit,and the relationship among the sampling frequency,input signal frequency and internal clock of SAR ADC is analyzed.Each module implemented with Simulink is discussed,and the simulation results are given.The simulation analysis provides an important reference for the design and implementation of the transistor circuit of SAR ADC.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)006【总页数】4页(P136-139)【关键词】模/数转换器;逐次逼近型结构;行为级建模;Simulink【作者】韩笑;孙玲;吴秀山【作者单位】南通大学电子信息学院,江苏南通226019;南通大学电子信息学院,江苏南通226019;中国计量学院机电工程学院,浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TN911-34;TN492近年来电子技术发展迅猛，随处可见的电子产品不仅使人们的日常生活变得更加便捷，还丰富了人们的娱乐生活。
adc电压采样电路
adc电压采样电路ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）电压采样电路是一种将模拟电压信号转换为数字信号的电路。
在现代电子设备中，ADC电压采样电路被广泛应用于各种测量、控制和通信系统中。
让我们来了解一下ADC电压采样电路的基本原理。
ADC电压采样电路通常由四个主要部分组成：输入信号调理电路、采样保持电路、比较器和数字化逻辑电路。
输入信号调理电路用于对输入信号进行放大、滤波和调整，以便使输入信号范围适应ADC的输入范围。
输入信号调理电路通常由放大器、滤波器和可变增益放大器组成。
采样保持电路的作用是在给定时间间隔内对输入信号进行采样并保持其值，以便进行后续的数字化处理。
采样保持电路通常由采样开关和保持电容器组成。
采样开关在给定时间间隔内打开，将输入信号传递到保持电容器上，并在采样结束后关闭，以保持输入信号的值。
比较器是将模拟输入信号与参考电平进行比较，并输出一个数字信号的电路。
当输入信号大于参考电平时，比较器输出高电平；当输入信号小于参考电平时，比较器输出低电平。
数字化逻辑电路将比较器输出的数字信号进行处理，将其转换为二进制数字信号。
数字化逻辑电路通常由编码器、计数器和控制逻辑电路组成。
编码器将比较器输出的高低电平转换为二进制数字信号；计数器用于计数编码器输出的脉冲数量，以确定输入信号的数值；控制逻辑电路用于控制采样保持电路、比较器和编码器的工作状态。
ADC电压采样电路的输出是一个二进制数字信号，可以表示输入信号的大小。
这个二进制数字信号可以被微处理器或其他数字电路处理和分析，实现各种功能，如数据存储、显示和控制。
ADC电压采样电路有许多应用领域。
在测量系统中，ADC电压采样电路可用于测量各种物理量，如温度、压力、流量等，将模拟信号转换为数字信号，并通过数字处理实现数据存储和分析。
在通信系统中，ADC电压采样电路可用于模拟信号的数字化传输，提高信号的抗干扰性和传输质量。
adc电流采样电路
ADC电流采样电路1. 简介ADC（Analog-to-Digital Converter）电流采样电路是一种用于将模拟信号转换为数字信号的电路。
在现代电子系统中，由于数字系统的广泛应用，需要将模拟信号进行数字化处理。
ADC电流采样电路能够将模拟信号转换为数字信号，并且具有高精度、高速度和低功耗等特点，因此被广泛应用于各种领域，例如通信、测量仪器、工业控制等。
2. ADC电流采样原理ADC电流采样原理基于模数转换的基本原理，即将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC电流采样电路主要包含以下几个重要组成部分：2.1 输入端输入端是ADC电流采样电路的接口，用于接收待转换的模拟信号。
输入端通常包含一个输入阻抗较高的运放放大器，以提供对外部模拟信号的缓冲和放大功能。
2.2 参考源参考源是ADC电流采样中非常重要的部分之一。
参考源提供一个已知稳定值作为参考，用于比较输入信号的大小。
常用的参考源有内部参考源和外部参考源两种。
内部参考源是集成在ADC芯片内部的一个稳定电压源，通常为固定值（如1.2V、2.5V等）。
外部参考源可以是外接电阻分压电路、稳压器等，通过选择合适的电阻或稳压器来提供所需的参考电压。
2.3 采样保持电路采样保持电路用于在转换过程中对输入信号进行采样和保持。
由于ADC转换需要一定时间，而输入信号可能会随时间变化，因此需要采样保持电路来固定输入信号的值。
采样保持电路通常由开关、采样电容和运放组成。
2.4 模数转换器模数转换器是ADC电流采样电路中最核心的部分，用于将模拟信号转换为数字信号。
常见的模数转换器有两种类型：逐次逼近型（Successive Approximation Type）和并行型（Parallel Type）。
逐次逼近型模数转换器是一种按位逼近的方法进行转换，它从最高有效位（MSB）开始，根据比较结果决定当前位是0还是1，并一步步向低位进行逼近。
逐次逼近型模数转换器的优点是结构简单，适用于低速高精度的应用。
adc采样电压电路
adc采样电压电路
ADC（模数转换器）采样电路是一种用于将连续模拟信号转换为离散数字信号的电路。
它在电子设备中起着至关重要的作用，因为它使我们能够将现实世界中的模拟信号转换为计算机可以处理的数字信号。
ADC采样电路的主要目标是准确地测量模拟信号并将其转换为数字形式。
为了实现这一目标，ADC采样电路通常包括三个主要部分：采样保持电路、模数转换器和数字信号处理电路。
采样保持电路用于定期采样模拟信号，并将其保持在一个恒定的电平上，以便模数转换器对其进行测量。
这是非常重要的，因为模数转换器需要在一段时间内测量信号的平均值，以减小噪声和干扰的影响。
接下来是模数转换器，它将采样保持电路中的模拟信号转换为数字形式。
常见的模数转换器有逐次逼近型模数转换器（SAR）和逐渐逼近型模数转换器（Delta-Sigma）。
这些模数转换器都有自己的优缺点，根据应用的具体要求选择合适的模数转换器。
最后是数字信号处理电路，它用于对数字信号进行进一步处理和分析。
这可能包括数字滤波、数值计算或其他算法。
数字信号处理电路可以根据应用要求进行设计，以满足特定的性能需求。
总的来说，ADC采样电路在现代电子设备中扮演着重要的角色。
它
使我们能够将现实世界中的模拟信号转换为数字形式，以便计算机可以处理和分析。
通过合理设计和选择合适的组件，我们可以获得准确、可靠的数字信号，并为各种应用提供有效的解决方案。
基于Matlab_Simulink的TDMA技术的仿真研究
输入信号经过子系统 ＴＤＭＡＳｕｂｓｙｓｔｅｍ １ 后， 分别在相应的时隙中得到了采样． 将 ０．０１ｓ 分为三 个等间距时隙，第一个时隙用于传送方波信号，第 二个时隙传输正弦波信号，第三个时隙传输锯齿波 信号．
图 ４ ＴＤＭＡＳｕｂｓｙｓｔｅｍ ３ 模块结构 － ４８ －
图 ６ 分时采样后的波形图
图2tdmasubsystem1模块结构图3tdmasubsystem2模块结构图4tdmasubsystem3模块结构图5输入信号波形图图6分时采样后的波形图48图7传输信号波形图34不同时隙分离的信号此信号为模块tdmasubsystem2的输出信号该模块结构与tdmasubsystem1相同将时间上叠加在一起的三个分时信号利用各自的时隙分离开来
关键词：TDMA；Simulink；通信仿真 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：A 文章编号：1673- 260X（2010）12- 0047- 03
1 引言 时分多址，简称 ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌ－
ｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）． 是通信技术中基本多址技术之一， ＴＤＭＡ 应 用 在 北 美 数 字 式 先 进 移 动 电 话 系 统 （Ｄ－ＡＭＰＳ），全球移动通信系统（ＧＳＭ）和个人数字 蜂窝系统（ＰＤＣ）中，卫星通信和光纤通信中也有应 用．
单片机adc采样率
单片机ADC采样率1. 什么是ADC采样率？ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）是将模拟信号转换为数字信号的设备。
ADC采样率是指ADC每秒钟进行模拟信号采样的次数，单位为赫兹（Hz）。
采样率越高，表示ADC能够更快地将模拟信号转换为数字信号，从而更准确地反映模拟信号的变化。
2. 单片机ADC的工作原理单片机的ADC模块通常由采样保持电路、模数转换电路和控制电路组成。
其中，采样保持电路用于将模拟信号进行采样和保持，模数转换电路用于将采样后的模拟信号转换为数字信号，控制电路用于控制ADC的工作模式和采样率。
在采样过程中，ADC模块会周期性地对模拟信号进行采样，并将采样结果转换为数字信号。
采样率的高低决定了ADC对模拟信号变化的灵敏度和精度。
3. 影响ADC采样率的因素3.1 单片机主频单片机主频是指单片机内部时钟频率。
主频越高，单片机处理能力越强，ADC模块处理采样数据的速度也越快，从而可以实现更高的采样率。
3.2 ADC分辨率ADC分辨率是指ADC模块将模拟信号转换为数字信号时的精度。
分辨率越高，ADC可以将模拟信号转换为更精确的数字信号，从而提高采样率。
3.3 采样保持时间采样保持时间是指ADC模块对模拟信号进行采样和保持的时间。
采样保持时间越短，ADC可以更频繁地进行采样，从而提高采样率。
3.4 ADC模块的工作模式ADC模块通常有单次转换模式和连续转换模式两种工作模式。
在单次转换模式下，ADC仅进行一次模拟信号转换；而在连续转换模式下，ADC会连续不断地进行模拟信号转换。
连续转换模式可以实现更高的采样率。
3.5 ADC时钟源ADC时钟源是指供给ADC模块的时钟信号源。
时钟信号的频率和稳定性会直接影响ADC的采样率和精度。
选择适合的时钟源可以提高ADC的性能。
4. 如何提高ADC采样率？4.1 提高单片机主频提高单片机主频可以增加单片机处理采样数据的能力，从而提高ADC的采样率。
LF398
1. 采样/保持电路采样保持电路实质上是一种模拟信号存储器，它在数字指令控制下，使开关通断，对输入信号瞬时值进行采样并寄存，通常用两个运算放大器构成高输入阻抗的采样/保持电路，如图5-2所示。
放大器A 1是射随器。
它对模拟信号提供了高输入阻抗，并提供了一个低的输出阻抗，使存储电容C H 能快速充电和放电，放大器A 2在存储电容和输出端之间起缓冲作用。
开关K 1在指令控制下通断，对电容C H 充电或放电，开关S 1通常使用FET 开关或MOSFET 开关，存储电容C H 一般取0.01~0.1μF 。
采样/保持电路经常使用集成电路LF398，该器件的工作原理和使用方法说明如下： LF398具有采样和保持功能，它是一种模拟信号存储器，在逻辑指令控制下，对输入的模拟量进行采样和寄存。
图5-3是该器件的引脚图。
各引脚端的功能如下： ①和④端分别为V CC 和V EE 电源端。
电源电压范围为±5V ～±15V 。
②端为失调调零端。
当输入V i =0，且在逻辑输入为1采样使，可调节②端使V o =0。
③端为模拟量输入端。
⑤端为输出端。
⑥端为接采样保持电容C H 端。
⑦端为逻辑基准端（接地）。
⑧端为逻辑输入控制端。
该端电平为 “1”时采样，为“0”时保持。
LF398内部电路原理图如图5-4所示。
当8端为“1”时，使LF398内部开关闭合，此时A 1和A 2构成1：1的电压跟随器，所以，V o = V i ，并使迅速充电到V i ，电压跟随器A 2输出的电压等于C H 上的电压。
图5-3 LF398引脚图图5-2 两运放构成高输入阻抗的S/H电当8端为“０”时，LF398内部开关断开，输出电压V o 值为控制端８由“１”跳到“０”时C H 上保持的电压，以实现保持目的。
端８的逻辑输入再次为“１”、再次采样时，输出电压跟随变化。
2.信号采样/保持电路采用保持器LF398对电压信号进行采样/保持。
集成运算放大电路
iL
uI R1
(2) 悬浮负载电压—电流变换器 悬浮负载电压—电流变换器电路如图27所示。
（a）反相电压—电流变换器
（b）同相电压—电流变换器
图27 悬浮负载的电压—电流变换器
图27（a）是一个反相电压—电流变换器，它是一个电流并联负反馈电 路，它的组成与反相放大器很相似，所不同的是现在的反馈元件（负载） 可能是一个继电器线圈或内阻为RL的电流计。流过悬浮负载的电流为
（a）基本电路
图28 电流—电压变换器
（b）典型电路
图28(a)是一个基本的电流—电压变换器，根据集成运放的“虚断”和 “虚地”概念，有 和 ，故
u 0
，从而有
i 0
i F 是一个经常用在光电转换电路中的典型电路。图中 iI 图28(b) V是光电二 极管，工作于反向偏置状态。
O F F I F 根据集成运放的“虚断”和“虚地”概念可得
u u 0 i i 0 iI iF
uO uI R1 RF RF uO uI R1
2. 同相比例运算电路 同相比例运算电路如图21所示。
图21同相运算电路 由虚短、虚断可得：
u u uI i i 0 i1 i F
RF u O (1 )u I R1
RF RX
4. 测量放大器 测量放大器电路如图33所示
图33 测量放大电路
由图33可知： (1) 热敏电阻 和R组成测量电桥。当电桥平衡时 信号，故输出 ，相当于共模
Rt ，若测量桥臂感受温度变化后，产生与 相应的微小
u S1 u S，这相当于差模信号，能进行有效地放大。 信号变化 uO 0 2
③ 不接基准电压，即 称为过零比较器。