测控中高精度快速 A/D 采样转换模块设计

是用离散值近似表示连续值的过程，由于数字信号只能取有限位，所以在量化过程中必然引入误差，此误差称为量化噪声。由

4 系统可靠性设计

为了保证 A/D 转换模块工作的可靠性，设计中需要增加可靠性的考虑。一种方法是在 ADC 的采样信号输入端采加入保护电路，保证输入电压幅度在ADC 的输入动态范围内。 ADC12062输入电压范围为? 50×10?3 ? 4.95V，如果输入电压超过此范围，则可能对器件 产生损坏，因此，必须要对其电压输入加保护措施。利用稳压二极管的单向导电性，限定输 入信号的电压范围（如图2 所示）。

由于放大后的采样信号为交流小信号，其幅值有正有负，而 ADC 输出为单极性数据， 为保证量化输出数据的正极性。本系统设计时，将整个输入信号的幅值整体向上平移。将交 流采样信号和1/2 基准直流电压叠加，则ADC 输入信号以1/2 基准电压为基线，电压幅值 在其上下小幅度波动。

第二个可靠性策略是模拟数字混合器件的地线处理，ADC 是含有模拟电路和数字电路 的混合集成电路芯片，数字地和模拟地都有独立的地线引脚。为了避免数字噪声耦合到模拟 电路，AD 芯片的模拟地和数字地引脚应以最短距离连接到一起并引到模拟地上。将数字信 号和模拟信号远离，或将模拟信号输入端用地线包围起来，以降低分布电容耦合。尽量减少 回路环的面积，降低采样噪声。模拟地和数字地分开布线，并在一点用敷铜相连。

ADC 界于模拟电路和数字电路之间，且通常被划归为模拟电路。为减小数字电路的干 扰，应将模拟电路和数字电路分开布局；为减小信号线上的分布电阻、电容和电感，应尽量缩短导线长度，并增大导线之间的距离；为减小电源线和地线的阻抗，应尽量增大电源线和 地线的宽度，或采用电源平面、地平面。

5 创新点总结

本文的创新点是提出了一种高精度 A/D 转换模块设计方案，该方案可以用于实现测控 系统中信号采集与处理功能。本文设计的A/D 转换模块充分考虑了处理的实时性、系统的 可靠性以及扩展性等方面的要求。不仅能够满足现有的实时测控需求，而且具有良好的兼容 性，能够广泛应用于其他各种模拟信号与数字信号相互转换的场合。