1．轉換方式
v-t型間接轉換adc。
2. 電路結構
圖1是這種轉換器的原理電路，它由積分器(由整合運放a組成)、過零比較器(c)、時鐘脈衝控制門（g）和計數器（ff0～ffn）等幾部分組成
圖1 雙積分a/d轉換器
(1)積分器
積分器是轉換器的核心部分，它的輸入端所接開關s1由定時訊號qn控制。當qn為不同電平時，極性相反的輸入電壓vi和參考電壓 vref將分別加到積分器的輸入端，進行兩次方向相反的積分，積分時間常數τ=rc。
(2)過零比較器
過零比較器用來確定積分器的輸出電壓v0過零的時刻。當v0≥0時，比較器輸出vc為低電平；當v0＜0時，vc為高電平。比較器的輸出訊號接至時鐘控制門(g)作為關門和開門訊號。
(3)計數器和定時器
它由n+1個接成計數器的觸發器ff0～ffn-1串聯組成。觸發器ff0～ffn-1組成n級計數器，對輸入時鐘脈衝cp計數，以便把與輸入電壓平均值成正比的時間間隔轉變成數碼訊號輸出。當計數到2n個時鐘脈衝時，ff0～ffn-1均回到0態，而ffn翻轉到1態，qn=1後開關 s1從位置a轉接到b。
(4)時鐘脈衝控制門
時鐘脈衝源標準週期tc，作為測量時間間隔的標準時間。當vc=1時，門開啟，時鐘脈衝通過門加到觸發器ff0的輸入端。
3.工作原理
基本原理：
雙積分adc的基本原理是對輸入模擬電壓和參考電壓分別進行兩次積分，將輸入電壓平均值變成與之成正比的時間間隔，然後利用時鐘脈衝和計數器測出此時間間隔，進而得到相應的數字量輸出。由於該轉換電路是對輸入電壓的平均值進行變換，所以它具有很強的抗工頻干擾能力，在數字測量中得到廣泛應用。（先對輸入模擬電壓進行固定時間的積分，然後轉為對標準電壓的反相積分，直至積分輸入返回初始值，這兩個積分時間的長短正比於二者的大小，進而可以得出對應模擬電壓的數字量。這種a/d轉換器的轉換速度較慢，但精度較高。由雙積分式發展為四重積分、五重積分等多種方式，在保證轉換精度的前提下提高了轉換速度。）
下面以輸入正極性的直流電壓vi為例，說明電路將模擬電壓轉換為數字量的基本原理。電路工作過程分為以下幾個階段進行，圖中 各處的工作波形如圖2所示。
(1) 準備階段
首先控制電路提供cr訊號使計數器清零，同時使開關s2
閉合，待積分電容放電完畢後，再使s2
斷開。
(2) 第一次積分階段
在轉換過程開始時（t=0），開關s1
與a端接通，正的輸入電壓v
i加到積分器的輸入端。積分器從0v開始對v
i積分，其波形如圖2斜線o-v
p段所示。 根據積分器的原理可得
（其中τ＝rc）
由於vo
<0，過零比較器輸出為高電平，時鐘控制門g被開啟。於是，計數器在cp作用下從0開始計數。經2n
個時鐘脈衝後，觸發器ff0～ffn-1 都翻轉到0態，而q
n=1，開關s1由a點轉接到b點，第一次積分結束，第一次積分時間為t=t
1=2n
tc 令v
i為輸入電壓在t1時間間隔內的平均值， 則由式
可得第一次積分結束時積分器的輸出電壓為v
p ：圖2雙積分a/d轉換器各處工作波形
(3) 第二積分階段
當t=t
1時，s1轉接到b點，具有與v
i相反極性的基準電壓-v
ref加到積分器的輸入端；積分器開始向相反方向進行第二次積分；當t=t
2時，積分器輸出電壓v
0≥0，比較器輸出v
c=0，時鐘脈衝控制門g被關閉，計數停止。在此階段結束時v
0的表示式可寫為
設t2=t2-t1
，於是有
設在此期間計數器所累計的時鐘脈衝個數為λ 則 t
2=λt
c可見，t
2與v1成正比，t
2就是雙積分a/d轉換過程中的中間變數。
上式表明，在計數器中所得的數λ(λ=q
n-1···q1q
0),與在取樣時間t
1內輸入電壓的平均值v
i成正比的。只要v
iref，轉換器就能正常地將輸入模擬電壓轉換為數字量，並能從計數器讀取轉換的結果。如果取v
ref=2n
v，則λ=v
i，計數器所計的數在數值上就等於被測電壓。
由於雙積分a/d轉換器在取樣時間內採的是輸入電壓的平均值，因此具有很強的抗工頻干擾的能力。尤其對週期等於t
1或幾分之一的對稱干擾（所謂對稱干擾是指整個週期內平均值為零的干擾），從理論上來說，有無窮大的抑制能力。既使當工頻干擾幅度大於被測直流訊號，使得輸入訊號正負變化時，仍有良好的抑制能力。由於在工業系統中經常碰到的是工頻（50hz）或工頻的倍頻干擾，故通常選定取樣時間t
1總是等於工頻電源週期的倍數，如20ms或40ms等。另一方面，由於在轉換過程中，前後兩次積分所採用的同一積分器，因此，在兩次積分期間（一般在幾十到數百毫秒之間），r、c和脈衝源等元器件引數的變化對轉換精度的影響均可忽略。
最後必須指出，在第二積分階段結束後，控制電路又使開關s2閉合，電容c放電，積分器回零。電路再次進入準備階段，等待下一次轉換開始。
4.特點
(1)計數脈衝個數λ與rc無關，可以減小由rc積分非線性帶來的誤差。
(2)對脈衝源cp要求不變，只要在t
1＋t2時間內穩定即可。
(3)轉換精度高。
(4)轉換速度慢，不適於高速應用場合。
單片整合雙積分式a/d轉換器有adc-ek8b(8位，二進位製碼)、adc-ek10b(10位，二進位製碼)、mc14433(7/2位，bcd碼)等。
《雙積分AD轉換器》的製作經歷
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