(3) 第二積分階段

當(dāng)t=t1時(shí)，S1轉(zhuǎn)接到B點(diǎn)，具有與vI相反極性的基準(zhǔn)電壓-VREF加到積分器的輸入端;積分器開(kāi)始向相反方向進(jìn)行第二次積分;當(dāng)t=t2時(shí)，積分器輸出電壓v0≥0，比較器輸出vC=0，時(shí)鐘脈沖控制門(mén)G被關(guān)閉，計(jì)數(shù)停止。在此階段結(jié)束時(shí)v0的表達(dá)式可寫(xiě)為

設(shè)T2=t2-t1，于是有

設(shè)在此期間計(jì)數(shù)器所累計(jì)的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)為λ，則 T2=λTc

可見(jiàn)，T2與V1成正比，T2就是雙計(jì)分A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中的中間變量。

上式表明，在計(jì)數(shù)器中所得的數(shù)λ(λ=Qn-1···Q1Q0),與在取樣時(shí)間T1內(nèi)輸入電壓的平均值VI成正比的。只要VI

由于雙積分A/D轉(zhuǎn)換器在時(shí)間內(nèi)采的是輸入電壓的平均值，因此具有很強(qiáng)的抗工頻干擾的能力。尤其對(duì)周期等于T1或幾分之一的對(duì)稱干擾(所謂對(duì)稱干擾是指整個(gè)周期內(nèi)平均值為零的干擾)，從理論上來(lái)說(shuō)，有無(wú)窮大的抑制能力。即使當(dāng)工頻干擾幅度大于被測(cè)直流信號(hào)，使得輸入信號(hào)正負(fù)變化時(shí)，仍有良好的抑制能力。由于在工業(yè)系統(tǒng)中經(jīng)常碰到的是工頻(50Hz)或工頻的倍頻干擾，故通常選定采樣時(shí)間T1總是等于工頻電源周期的倍數(shù)，如20ms或40ms等。另一方面，由于在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，前后兩次積分所采用的同一積分器。因此，在兩次積分期間(一般在幾十到數(shù)百毫秒之間)，R、C和脈沖源等元器件參數(shù)的變化對(duì)轉(zhuǎn)換精度的影響均可忽略。

最后必須指出，在第二積分階段結(jié)束后，控制電路又使開(kāi)關(guān)S2閉合，電容C放電，積分器回零。電路再次進(jìn)入準(zhǔn)備階段，等待下一次轉(zhuǎn)換開(kāi)始。

4.特點(diǎn)

(1)計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)λ與RC無(wú)關(guān)，可以減小由RC積分非線性帶來(lái)的誤差。

(2)對(duì)脈沖源CP要求不變，只要在T1+T2時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定即可。

(3)轉(zhuǎn)換精度高。

(4)轉(zhuǎn)換速度慢，不適于高速應(yīng)用場(chǎng)合。

單片集成雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器有ADC-EK8B(8位，二進(jìn)制碼)、ADC-EK10B(10位，二進(jìn)制碼)、MC14433(7/2位，BCD碼)等。

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關(guān)鍵詞： ADC 雙積分 模數(shù)轉(zhuǎn)換器