基于AD轉(zhuǎn)換器的高精度電壓測(cè)量電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器是現(xiàn)代測(cè)量領(lǐng)域重要的電子器件。高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器按照結(jié)構(gòu)分類(lèi)，通常包括逐次比較型、sigma-delt型、雙斜或多斜積分型以及電壓頻率型。論文研究了一種新型積分過(guò)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器具有較高線性度，千赫茲級(jí)信號(hào)帶寬。它比通用集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有更高的精度性能，而比起常見(jiàn)的高精度專用模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有更高的采樣率，其適用于電能計(jì)量?jī)x器中，實(shí)現(xiàn)高精度電壓測(cè)量。為了驗(yàn)證積分過(guò)采樣理論的正確性以及該種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器的可行性，論文設(shè)計(jì)了基

2、于集成 AD轉(zhuǎn)換器的專用型電壓測(cè)量或轉(zhuǎn)換電路，其構(gòu)成了積分過(guò)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器。論文主要工作為：
　　1.分析積分過(guò)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程，對(duì)經(jīng)典量化噪聲與過(guò)采樣理論進(jìn)行研究，推導(dǎo)出積分過(guò)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信噪比公式以及臨界條件。
　　2.分析積分過(guò)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的自校準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法，研究迭代自校準(zhǔn)誤差項(xiàng)、電荷注入誤差項(xiàng)、集成ADC線性誤差項(xiàng)的校準(zhǔn)流程以及相應(yīng)補(bǔ)償方法。最后分析了補(bǔ)償放電時(shí)間誤差的兩種方法，分別為量化放電法

3、與直接測(cè)量法。
　　3.研究模數(shù)轉(zhuǎn)換器的測(cè)試?yán)碚?。首先分析模?shù)轉(zhuǎn)換器測(cè)試需遵循的相干條件，然后分析了測(cè)量靜態(tài)誤差的直方圖測(cè)試法以及測(cè)量動(dòng)態(tài)精度的FFT測(cè)試法。最后使用 matlab對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性誤差、增益誤差、失調(diào)誤差建模，并對(duì)直方圖測(cè)試法以及FFT測(cè)試法進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　4.為驗(yàn)證積分過(guò)采樣理論正確性與可行性，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)18位積分過(guò)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器使用14位集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器積分過(guò)采樣16倍，其具有雙極性輸入電壓