將模擬信號轉換成數(shù)字信號的電路,稱為模數(shù)轉換器(簡稱A/D轉換器或ADC,Analog to Digital Converter);將數(shù)字信號轉換為模擬信號的電路稱為數(shù)模轉換器(簡稱D/A轉換器或DAC,Digital to Analog Converter);A/D轉換器和D/A轉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)處理結果的精確度,A/D轉換器和D/A轉換器必須具有足夠的轉換精度;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轉換器還要求具有較高的轉換速度。轉換精度與轉換速度是衡量A/D與D/A轉換器的重要技術指標。 隨著集成技術的發(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轉換器,它們具有愈來愈先進的技術指標。本章將介紹幾種常用A/D與D/A轉換器的電路結構、工作原理及其應用。用非線性誤差的大小表示D/A轉換的線性度。崇明區(qū)質量數(shù)模轉換器工廠直銷
工作溫度范圍一般情況下,影響D/A轉換精度的主要環(huán)境和工作條件因素是溫度和電源電壓變化。由于工作溫度會對運算放大器加權電阻網(wǎng)絡等產(chǎn)生影響,所以只有在一定的工作范圍內(nèi)才能保證額定精度指標。較好的D/A轉換器的工作溫度范圍在-40℃~85℃之間,較差的D/A轉換器的工作溫度范圍在0℃~70℃之間。多數(shù)器件其靜、動態(tài)指標均在25℃的工作溫度下測得的,工作溫度對各項精度指標的影響用溫度系數(shù)來描述,如失調溫度系數(shù)、增益溫度系數(shù)、微分線性誤差溫度系數(shù)等。普陀區(qū)智能數(shù)模轉換器推薦貨源數(shù)模轉換有兩種轉換方式:并行數(shù)模轉換和串行數(shù)模轉換。
逐次逼近型ADC:逐次逼近型ADC是另一種直接ADC,它也產(chǎn)生一系列比較電壓VR,但與并聯(lián)比較型ADC不同,它是逐個產(chǎn)生比較電壓,逐次與輸入電壓分別比較,以逐漸逼近的方式進行模數(shù)轉換的。逐次逼近型ADC每次轉換都要逐位比較,需要(n+1)個節(jié)拍脈沖才能完成,所以它比并聯(lián)比較型ADC的轉換速度慢,比雙分積型ADC要快得多,屬于中速ADC器件。另外位數(shù)多時,它需用的元器件比并聯(lián)比較型少得多,所以它是集成ADC中,應用較廣的一種 [5]。雙積分型ADC:屬于間接型ADC,它先對輸入采樣電壓和基準電壓進行兩次積分,以獲得與采樣電壓平均值成正比的時間間隔,同時在這個時間間隔內(nèi),用計數(shù)器對標準時鐘脈沖(CP)計數(shù),計數(shù)器輸出的計數(shù)結果就是對應的數(shù)字量。雙積分型ADC優(yōu)點是抗干擾能力強;穩(wěn)定性好;可實現(xiàn)高精度模數(shù)轉換。主要缺點是轉換速度低,因此這種轉換器大多應用于要求精度較高而轉換速度要求不高的儀器儀表中,例如用于多位高精度數(shù)字直流電壓表中 [5]。
2.主要的輸出選項是CMOS(互補金屬氧化物半導體)、LVDS(低壓差分信令),以及CML(電流模式邏輯) [2]。3.要考慮的問題包括:功耗、瞬變、數(shù)據(jù)與時鐘的變形,以及對噪聲的抑制能力 [2]。4.對于布局的考慮也是轉換輸出選擇中的一個方面,尤其當采用LVDS技術時。 當設計者有多種ADC選擇時,他們必須考慮采用哪種類型的數(shù)字數(shù)據(jù)輸出:CMOS(互補金屬氧化物半導體)、LVDS(低壓差分信令),還是CML(電流模式邏輯)。ADC中所采用的每種數(shù)字輸出類型都各有優(yōu)缺點,設計者應結合自己的應用來考慮。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)設計的功率要求,等等 [2]。失調誤差(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。
是基本部件。圖中裝置通過一個模擬量參考電壓和一個電阻梯形網(wǎng)絡產(chǎn)生以參考量為基準的分數(shù)值的權電流或權電壓;而用由數(shù)碼輸入量控制的一組開關決定哪一些電流或電壓相加起來形成輸出量。所謂“權”,就是二進制數(shù)的每一位所**的值。例如三位二進制數(shù)“111“,右邊第1位的“權”是 20/23=1/8;第2位是21/23=1/4;第3位是22/23=1/2。位數(shù)多的依次類推。圖2為這種三位數(shù)模轉換器的基本電路,參考電壓VREF在R1、R2、R3中產(chǎn)生二進制權電流,電流通過開關。它由若干個相同的R、2R網(wǎng)絡節(jié)組成,每節(jié)對應于一個輸入位。節(jié)與節(jié)之間串接成倒T形網(wǎng)絡。靜安區(qū)通用數(shù)模轉換器推薦貨源
儀表促進了更快的ADC速度和更多的通道數(shù)與密度,設計者必須評估轉換器的輸出格式,以及基本的轉換性能。崇明區(qū)質量數(shù)模轉換器工廠直銷
轉換時間轉換時間是指A/D轉換器從轉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]。不同類型的轉換器轉換速度相差甚遠。其中并行比較A/D轉換器的轉換速度比較高,8位二進制輸出的單片集成A/D轉換器轉換時間可達到50ns以內(nèi),逐次比較型A/D轉換器次之,它們多數(shù)轉換時間在10-50μs以內(nèi)。間接A/D轉換器的速度**慢,如雙積分A/D轉換器的轉換時間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。在實際應用中,應從系統(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轉換器的選用 [7]。崇明區(qū)質量數(shù)模轉換器工廠直銷
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