采用A/D转换器的直接式电容采集（1）——双积分型ADC原理介绍_双积分式 ad 采样技术

**该系统主要是对双积分型ADC的改进固在了解该系统之前，需要先了解双积分型ADC**
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双积分型ADC

双积分型ADC，主要可以分为积分环节、比较环节、计数环节。具体电路图如下。

电路图

工作原理

两次积分分析

双积分型ADC顾名思义需要进行两次积分，但在进行积分之前需要对电容进行放电，计数器进行初始化，防止影响ADC采样。
第一次积分：第一次积分将S1波向A方向，进行定时（请一定要注意，第一次采样时间是固定的）的积分采样。
此时积分电路上的支路电流如下：

对上述公式进行化简可得：

因为在实际采样过程中电阻阻值、电容容值和采样时间是固定已知的，因此U1和Uc之间存在着一种正比例关系
第二次积分：第二次积分将S1波向B方向，当Uc = 0的时候（第二次积分的时间是不固定的）结束积分
此时通过分析电路可知Uc的具体表达式如下：

公式中积分上限的t1代表第二次积分的实际时间，Uc0为上一次积分结束时电容上的电压。第二次积分结束的条件为Uc = 0，因此可以得到以下等式：

此公式中Vref、R、C均为定值，也就是说t1只和Uc0相关。若对上述公式进行思考，便可以较为轻松的得出输入电压Ui越大，在第一次积分结束时，积分电路中电容的充电电压Uc0越大，Uc0越大第二次积分所需要的时间越久。因此可以通过记录第二次积分的时间来确定输入电压的大小。
若将t和t1的表达式放在一起对比则更加容易理解，具体公式如下：

Uc0实际上就是Uc在t时间段下的积分，所以t：t1 = Vref：Ui

比较电路分析

比较电路本质上是简单的运算放大电路的使用，可以称之为“比大小”，当负输入端电压大于正输入端时，输出电压Uo输出“0”，当负输入端电压小于正输入端时，输出电压Uo输出“1”。分析之前的电路可知，在两次积分环节中Uc的值均小于0V，因此在这两次积分环节中Uo均输出高电平信号，使得后续计数电路有效，但因为第一次积分的时间是固定的，所以只需要在总的计数时间中减去第一次计数时间即可。
n位二进制计数器本质上是相互串联的JK触发器，内容较为简单，此处不过多赘述。