三相A/D转换的电路区别

A/D 转换

A/D 转换就是模数转换。顾名思义就是把模拟信号转换成数字信号。主要包括积分型、逐次逼近型、并行比较型 / 串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

A/D 转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在 A/D 转换前，输入到 A/D 转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。

原理

A/D 转换后，输出的数字信号可以有 8 位、10 位、12 位、14 位和 16 位等。A/D 转换器的工作原理主要介绍以下三种方法：逐次逼近法双积分法电压频率转换法 A/D 转换四步骤：采样、保持、量化、编码。

A/D 转换分类

1）积分型（如 TLC7135）

积分型 A/D 工作原理是将输入电压转换成时间（脉冲宽度信号）或频率（脉冲频率），然后由定时器/ 计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率， 但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，所以转换速率极低。初期的单片 A/D 转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

2）逐次比较型（如 TLC0831）

逐次比较型 A/D 由一个比较器和 DA 转换器通过逐次比较逻辑构成，从 MSB 开始，顺序地对每一位将输入电压与内置 DA 转换器输出进行比较，经 n 次比较而输出 数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（《12 位）时价格便宜，但高精度（》12 位）时价格很高。

3）并行比较型 / 串并行比较型（如 TLC5510）

并行比较型 A/D 采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称 FLash（快速）型。由于转换速率极高，n 位的转换需要 2n-1 个比较器，所以电路规模也极大，价格也高，只适用于视频 A/D 转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型 A/D 结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由 2 个 n/2 位的并行型 A/D 转换器配合 DA 转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为 Half flash（半快速）型。还有分成三步或多步实现 A/D 转换的叫做分级（MulTIstep/Subrangling）型 A/D，而从转换时序角度 又可称为流水线（Pipelined）型 A/D，现代的分级型 A/D 中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类 A/D 速度比逐次比较型高，电路 规模比并行型小。

4）Σ-Δ（Sigma？/FONT》delta）调制型（如 A/D7705）

Σ-Δ型 A/D 由积分器、比较器、1 位 DA 转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间（脉冲宽度）信号，用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化，所以容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。

5）电容阵列逐次比较型

电容阵列逐次比较型 A/D 在内置 DA 转换器中采用电容矩阵方式，也可称为电荷再分配型。一般的电阻阵列 DA 转换器中多数电阻的值必须一致，在单芯片上生成高 精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列，可以用低廉成本制成高精度单片 A/D 转换器。最近的逐次比较型 A/D 转换器大多为电容阵列式的。

6）压频变换型（如 A/D650）

压频变换型（Voltage-Frequency Converter）是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种 A/D 的分辨率几乎可以无限增加，只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是分辩率高、功耗低、价格低，但是需要外部计数电路共同完成 A/D 转换。