當(dāng)D1單獨作用時,T型電阻網(wǎng)絡(luò)如圖9-5中的圖(a)所示,其d點左下電路的戴維寧等效如圖9-5中的圖(b)所示。同理,D2單獨作用時d點左下電路的戴維寧等效電源如圖9-5中的圖(c)所示;D3單獨作用時d點左下電路的戴維南等效電源如圖9-5中的圖(d)所示。故D1、D2、D3單獨作用時轉(zhuǎn)換器的輸出分別為 [4]T型電阻網(wǎng)絡(luò)由于只用了R和2R兩種阻值的電阻,因此其精度易于提高,也便于制造集成電路。但是,T型電阻網(wǎng)絡(luò)也存在以下缺點:在工作過程中,T型網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于一根傳輸線,從電阻開始到運放輸入端建立起穩(wěn)定的電流電壓為止需要一定的傳輸時間,當(dāng)輸入數(shù)字信號位數(shù)較多時,將會影響D/A轉(zhuǎn)換器的工作速度。另外,電阻網(wǎng)絡(luò)作為轉(zhuǎn)換器參考電壓VR的負載電阻將會隨二進制數(shù)D的不同有所波動,參考電壓的穩(wěn)定性可能因此受到影響。所以實際中,常用下面的倒T型D/A轉(zhuǎn)換器。失調(diào)誤差(或稱零點誤差)定義為數(shù)字輸入全為0碼時,其模擬輸出值與理想輸出值之偏差值。黃浦區(qū)質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換器銷售廠
間接ADC是先將輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換成時間或頻率,然后再把這些中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,常用的有中間量是時間的雙積分型ADC [5]。并聯(lián)比較型ADC:由于并聯(lián)比較型ADC采用各量級同時并行比較,各位輸出碼也是同時并行產(chǎn)生,所以轉(zhuǎn)換速度快是它的突出優(yōu)點,同時轉(zhuǎn)換速度與輸出碼位的多少無關(guān)。并聯(lián)比較型ADC的缺點是成本高、功耗大。因為n位輸出的ADC,需要2n個電阻,(2n-1)個比較器和D觸發(fā)器,以及復(fù)雜的編碼網(wǎng)絡(luò),其元件數(shù)量隨位數(shù)的增加,以幾何級數(shù)上升。所以這種ADC適用于要求高速、低分辯率的場合 [5]。上海加工數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)采樣率比信號頻率的兩倍還高的情況下才可能達到對原始信號的忠實還原,這一規(guī)律在采樣定理有所體現(xiàn)。
將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路,稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC,Analog to Digital Converter);將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器(簡稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC,Digital to Analog Converter);A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器已成為計算機系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。為確保系統(tǒng)處理結(jié)果的精確度,A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器必須具有足夠的轉(zhuǎn)換精度;如果要實現(xiàn)快速變化信號的實時控制與檢測,A/D與D/A轉(zhuǎn)換器還要求具有較高的轉(zhuǎn)換速度。轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度是衡量A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的重要技術(shù)指標(biāo)。 隨著集成技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)已研制和生產(chǎn)出許多單片的和混合集成型的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器,它們具有愈來愈先進的技術(shù)指標(biāo)。本章將介紹幾種常用A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及其應(yīng)用。
線性誤差線性誤差用來描述當(dāng)數(shù)字量變化時,D/A轉(zhuǎn)換輸出的電模擬量按比例關(guān)系變化的程度。 模擬量輸出偏離理想輸出的最大值稱為線性誤差。溫度系數(shù)溫度系數(shù)是指在規(guī)定的范圍內(nèi),溫度每變化1℃增益、線性度、零點及偏移等參數(shù)的變化量。溫度系數(shù)直接影響轉(zhuǎn)換精度。 [1]集成的D/A轉(zhuǎn)換器的類型很多,有多種分類方法:1)按其轉(zhuǎn)換方式,可分為并行和串行兩大類;2)按生產(chǎn)工藝,可分為雙極型(TTL型)和CMOS型等,它們的精度和速度各不相同;3)按分辨率,可分為8位、10位、12位、16位等;4)按輸出方式,可分為電壓輸出型和電流輸出型兩類。 [1]由采樣定理,采樣信號的頻譜經(jīng)理想低通濾波便得到原來模擬信號的頻譜。
轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間是指A/D轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號到來開始,到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號所經(jīng)過的時間 [7]。不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠。其中并行比較A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度比較高,8位二進制輸出的單片集成A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時間可達到50ns以內(nèi),逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器次之,它們多數(shù)轉(zhuǎn)換時間在10-50μs以內(nèi)。間接A/D轉(zhuǎn)換器的速度**慢,如雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。在實際應(yīng)用中,應(yīng)從系統(tǒng)數(shù)據(jù)總的位數(shù)、精度要求、輸入模擬信號的范圍以及輸入信號極性等方面綜合考慮A/D轉(zhuǎn)換器的選用 [7]。這個速率稱為轉(zhuǎn)換器的采樣率(samplingrate)或采樣頻率(samplingfrequency) [2]。黃浦區(qū)質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換器銷售廠
這些因素取決于ADC的采樣速率與分辨率、輸出數(shù)據(jù)速率,以及系統(tǒng)設(shè)計的功率要求,等等 [2]。黃浦區(qū)質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換器銷售廠
分辨率分辨率是指D/A轉(zhuǎn)換器能夠轉(zhuǎn)換的二進制位數(shù)。位數(shù)越多,分辨率越高。對一個分辨率為n位的D/A轉(zhuǎn)換器,能夠分辨的輸入信號為滿量程的1/2n。 [1]例如:8位的D/A轉(zhuǎn)換器,若電壓滿量程為5V,則能分辨的**小電壓為5V/28≈20mV, 10位的D/A轉(zhuǎn)換器,若電壓滿量程為5V,則能分辨的**小電壓為5V/210≈5mV。轉(zhuǎn)換時間圖5-2轉(zhuǎn)換時間是指D/A轉(zhuǎn)換器由數(shù)字量輸入到轉(zhuǎn)換輸出穩(wěn)定為止所需的時間。轉(zhuǎn)換時間也叫隱定時間或者建立時間。當(dāng)輸出的模擬量為電壓時,建立時間較長,主要是輸出運算放大器所需的時間。圖5-2中所示的ts即為轉(zhuǎn)換時間。黃浦區(qū)質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換器銷售廠
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