ADC混合信號量測/應用手冊/ - Leaptronix

ADC 混 合 信 號 量 測
/ 應 用 手 冊 /

ADC 混 合 信 號 量 測
目 錄
第 一 章 前 言 ........................................1
2-1 偏 移 誤 差 (Offset Error)
2-2 增 益 誤 差 (Gain Error)
2-3 微 分 非 線 性 誤 差 (Differential Nonlinearity Error)
2-4 積 分 非 線 性 誤 差 (Integral Nonlinearity Error)
第 二 章 儀 器 安 裝 ....................................2
2-1 硬 體 測 試 架 構
2-2 A/D 控 制 暫 存 器 格 式
2-3 程 式 碼
2-4 量 測 方 式
第 三 章 結 論 ............... ........................6

ADC 混 合 信 號 量 測
第 一 章 前 言
Analog to Digital Converter(ADC) 類 比 / 數 位 轉 換 器 應 用 於 眾 多 的
系 統 中 , 類 比 / 數 位 轉 換 器 可 以 用 多 種 技 術 實 現 , 但 規 格 標 準 如 下 :
2-1 偏 移 誤 差 (Offset Error):
理 想 的 ADC 是 當 類 比 電 壓 輸 入 為 零 伏 特 , 對 應 的 數 位 碼 也 為 零 ; 但 實
際 上 是 輸 入 的 電 壓 為 零 , 對 應 的 數 位 碼 不 是 零 , 其 間 的 誤 差 稱 為 偏 移
誤 差 。
2-2 增 益 誤 差 (Gain Error):
經 過 偏 移 誤 差 調 整 為 零 後 , 若 理 想 ADC 的 斜 率 與 實 際 ADC 的 斜 率 不 同 ,
兩 者 間 的 斜 率 差 稱 為 增 益 誤 差 。
2-3 微 分 非 線 性 誤 差 (Differential Nonlinearity Error):
最 大 實 際 數 碼 寬 度 與 理 想 數 碼 寬 度 間 的 差 值 , 此 種 誤 差 無 法 校 正 。
2-4 積 分 非 線 性 誤 差 (Integral Nonlinearity Error):
經 過 增 益 誤 差 調 整 , 各 輸 出 數 碼 的 實 際 轉 換 電 壓 和 理 想 轉 換 電 壓 的 差
值 。
本 應 用 手 冊 包 含 各 方 面 ADC 的 資 料 , 如 基 本 架 構 、 量 測 技 術 及 除 錯 ,
是 為 了 幫 助 您 了 解 ADC 架 構 及 量 測 解 決 方 案 設 計 的 。
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ADC 混 合 信 號 量 測
第 二 章 測 試 架 構 與 量 測 方 式
2-1 硬 體 測 試 架 構
用 Microchip 公 司 的 PIC18F452 微 控 制 器 與 VR1 可 變 電 阻 ; 設 計 一 個 類
比 / 數 位 轉 換 電 路 , 本 範 例 中 的 微 控 制 器 會 將 電 壓 轉 換 後 的 數 碼 資 料
, 顯 示 於 D1~D8 LED 顯 示 器 。 在 此 , 我 們 要 分 析 的 是 類 比 輸 入 電 壓 與
轉 換 後 顯 示 於 LED 顯 示 器 的 數 碼 資 料 。
圖 一 是 簡 化 的 測 試 線 路 圖 , 有 1 條 連 接 PIC18F452、VR1 可 變 電 阻 與 DSO
的 信 號 線 ,8 條 連 接 MCU 與 LED 顯 示 器 的 信 號 線 , 還 有 8 條 數 位 信 號 線
接 到 邏 輯 分 析 儀 LA-2050, 觸 發 信 號 線 Trigger Out 分 別 連 接 到 DSO 的
Ch.2 與 External Trigger Input; 當 LA-2050 觸 發 時 , 藉 由 Trigger
Out 發 送 外 部 觸 發 信 號 觸 發 DSO。
圖 一
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ADC 混 合 信 號 量 測
2-2 A/D 控 制 暫 存 器 格 式
此 8 bits 的 Analog to Digital Converter 轉 換 電 壓 範 圍 是 0V ~ 5V,
所 以 每 一 個 位 元 約 為 0.02V。
圖 二
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ADC 混 合 信 號 量 測
2-3 程 式 碼
這 段 簡 短 的 程 式 碼 , 在 MCU 的 RA0 讀 取 電 壓 值 , 將 它 轉 換 成 8 位 元 的 數
值 , 然 後 送 給 LED 顯 示 。
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ADC 混 合 信 號 量 測
2-4 量 測 方 式
在 這 裡 先 給 各 位 工 程 師 ㄧ 個 建 議 : 當 您 是 使 用 PSTART 的 燒 錄 器 燒 錄 軟
體 程 式 時 , 只 要 使 用 MPLAB IDE 軟 體 即 可 ; 若 您 是 使 用 Leaper-48 燒 錄
器 , 就 要 將 MPLAB IDE 程 式 中 ,Configure 內 Configuration Bit 的 設
定 值 設 定 於 Leaper-48 的 燒 錄 軟 體 , 才 能 讓 PIC18F452 功 能 正 常 。
經 過 上 述 的 步 驟 , 工 程 師 完 成 了 軟 體 的 燒 錄 , 並 執 行 送 電 測 試 , 儀 器
的 設 定 方 式 如 下 :
LA-2050 邏 輯 分 析 儀 ,CLK 設 定 為 1μS, 資 料 擷 取 方 式 設 定 為 Single
,Trigger 條 件 設 定 為 01001100(4C)。TDS 220 DSO, 水 平 刻 度 設 定 為
10mS,Trigger 條 件 依 序 設 定 為 邊 緣 , 上 升 ,Ext, 單 擊 , 直 流 ,Hold
off 1.6V,Ch.2 接 Trigger Out,Ch.1 接 RA0。 我 們 將 邏 輯 分 析 儀 觸 發
條 件 設 定 為 01001100(4C), 此 時 的 類 比 電 壓 值 應 為 1.52V(76*0.02),
測 試 結 果 如 圖 三 、 圖 四 與 圖 五 , 測 試 結 果 符 合 所 求 。
圖 四
圖 三
圖 五
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ADC 混 合 信 號 量 測
第 三 章 結 論
邏 輯 分 析 儀 可 以 看 到 完 整 的 信 號 時 序 , 搭 配 數 位 儲 存 示 波 器 就 可 以 同
時 監 控 數 位 與 類 比 信 號 , 在 除 錯 的 過 程 中 可 幫 助 工 程 師 迅 速 找 出 問 題
點 。
Leaptronix 的 LA-20 系 列 邏 輯 分 析 儀 可 提 供 優 異 的 性 能 和 準 確 可 靠 的
量 測 結 果 , 價 格 又 符 合 您 的 預 算 需 求 ; 能 將 您 開 發 專 案 的 風 險 降 到 最
低 , 並 且 讓 您 以 更 快 的 速 度 將 產 品 推 上 市 。
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