μVISION高精度三维磁场测量电路设计与实现+源代码(5)
要元件都做在芯片内部,外围元件少[10]
。
综上所述, 仪用放大器以其低失调、低飘移和高稳定增益、高共模抑制比等特点,
在精密仪器中获得了广泛的应用。因此本课题中宜采用仪用放大器来进行信号的放
大。
2．3 模数转换
目前，市场上生产AD转换器的公司很多，AD转换器的种类也非常多，下面简要介
绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、
Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型、压频变换型。
1、积分型
积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，
然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点
是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。因此其不适应本课题中采样率
不低于1Ksps的要求。
2、逐次比较型
逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序
地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其
电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辨率（<12位）时价格便宜，
但高精度（>12位）时价格很高。而本课题中要求ADC分辨率不低于16位，故不适合。
3、并行比较型/串并行比较型
并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称Flash(快速)型。
由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，
只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。
串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的
并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为 Half flash(半
快速)型。
4、Σ-Δ(Delta-Sigma)调制型
Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于
积分型，将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理后得到数字值。
电路的数字部分基本上容易单片化，因此容易做到高分辨率。
5、电容阵列逐次比较型
电容阵列逐次比较型AD在内置DA转换器中采用电容矩阵方式，也可称为电分配
型。一般的电阻阵列DA转换器中多数电阻的值必须一致，在单芯片上生成高精度的电
阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列，可以用低廉成本制成高精度单片AD转换
器。最近的逐次比较型AD转换器大多为电容阵列式的。
6、压频变换型
压频变换型（Voltage-Frequency Converter）是通过间接转换方式实现模数转
换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字
量。从理论上讲这种AD的分辨率几乎可以无限增加，只要采样的时间能够满足输出频
率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是分辨率高、功耗低、价格低，但是需
要外部计数电路共同完成AD转换。 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 50 页
综上所述，相对于其它类型的AD转换器，Σ-ΔAD转换器拥有分辨率高、容易单
片化、技术成熟、精度高等优点，因此特别适合在本次对高精度三文磁场测量电路中
使用。
2．4 主控制器件
现今，单片机的种类层出不穷，功能也越来越强，使其具在性能高、速度快、体
积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点。因而在各个领域都得到