2位模数转换器电路

接线图 2023年07月23日 06:31 268 admin

这将为我们提供模拟输入所有四个可能值的 2 位输出代码：
2 位 A/D 转换器输出
2位模数转换器电路第2张

其中：“X”是“无关”，即逻辑“0”或逻辑“1”条件。
那么这个模数转换器是如何工作的呢？为了使 A/D 转换器发挥作用，它必须产生模拟输入信号的有意义的数字表示。在这个简单的 2 位 ADC 示例中，为简单起见，我们假设输入电压 V IN介于 0 到 4 伏之间，因此设置 V REF和电阻分压器网络以在每个电阻器上降低 1 伏。
当 V IN介于 0 和 1 V 之间时，(<1V) 所有三个比较器上的输入都将小于参考电压，因此它们的输出将为低电平，编码器将在引脚 Q 0 上输出二进制零 (00)条件和问题1。当V IN增加并超过1伏但小于2伏时，(1V 请注意，优先级编码器（例如 TTL 74LS148）会为每个单独的输入分配优先级。优先级编码器输出对应于具有最高优先级的当前活动输入。因此，当存在具有较高优先级的输入（D 1与 D 0相比）时，所有其他具有较低优先级的输入将被忽略。因此，如果同时有两个或多个输入处于逻辑电平“1”，则D 0和D 1上的实际输出代码将仅对应于具有最高指定优先级的输入。
因此，现在当 V IN增加到下一个参考电压电平 2 伏以上时，比较器 U2 会检测到变化并产生高输出。但由于输入 D 2 的优先级高于输入 D 0或 D 1，因此优先级编码器输出二进制“2”(10)代码，依此类推，当 V IN超过 3 伏时，产生二进制代码输出“3”( 11）。显然，当 V IN在每个参考电压电平之间减小或变化时，每个比较器都会向编码器输出高电平或低电平条件，编码器进而产生相对于 V IN 的 00 和 11 之间的 2 位二进制代码。
这一切都很好，但优先级编码器不能用作 4 至 2 位设备，如果我们使用市售的编码器，例如 TTL 74LS148 或其 CMOS 4532 等效产品，它们都是 8 位设备，则 6的二进制位将不会被使用。但是，可以使用数字异或门和信号二极管矩阵来制作简单的编码器电路，如图所示。
使用二极管的 2 位 ADC
2位模数转换器电路第3张

这里，比较器的输出在馈送到二极管之前使用异或门进行编码。两个外部下拉电阻器用于其输出和接地 (0V)，以确保低电平条件并在二极管反向偏置时阻止输出浮动。
与前一电路一样，根据 V IN的值确定哪个比较器向异或门产生输出信号高电平（或低电平），如果一个输入或另一个输入为高电平（但不是两者都为高电平），则产生高输出，（布尔表达式为 Q = A .B + A. B）。这些异或门也可以使用组合逻辑“与-或-与非”门来构造。
4 至 2 转换器的两种设计的问题在于，这个简单的 2 位 A/D 转换器的分辨率为 1 伏，因为正如我们所见，V IN处的模拟输入电压必须在命令编码器更改其输出代码。提高输出分辨率的一种方法是使用更多比较器将其增加到 3 位 A/D 转换器。

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