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模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器,或簡(jiǎn)稱ADC,通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義,**表示一個(gè)相對(duì)大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn),比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為比較大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的大小 [1]。將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路,稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC,Analog to Digital Converter),A/D轉(zhuǎn)換的作用是將時(shí)間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散、幅值也離散的數(shù)字信號(hào),因此,A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過(guò)取樣、保持、量化及編碼4個(gè)過(guò)程。在實(shí)際電路中,這些過(guò)程有的是合并進(jìn)行的,例如,取樣和保持,量化和編碼往往都是在轉(zhuǎn)換過(guò)程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)的 [2]。增益誤差在消除失調(diào)誤差后用滿碼。長(zhǎng)寧區(qū)優(yōu)勢(shì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
工作溫度范圍一般情況下,影響D/A轉(zhuǎn)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(huì)對(duì)運(yùn)算放大器加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)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(biāo)。較好的D/A轉(zhuǎn)換器的工作溫度范圍在-40℃~85℃之間,較差的D/A轉(zhuǎn)換器的工作溫度范圍在0℃~70℃之間。多數(shù)器件其靜、動(dòng)態(tài)指標(biāo)均在25℃的工作溫度下測(cè)得的,工作溫度對(duì)各項(xiàng)精度指標(biāo)的影響用溫度系數(shù)來(lái)描述,如失調(diào)溫度系數(shù)、增益溫度系數(shù)、微分線性誤差溫度系數(shù)等。黃浦區(qū)優(yōu)勢(shì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器工廠直銷DAC主要由數(shù)字寄存器、模擬電子開關(guān)、位權(quán)網(wǎng)絡(luò)、求和運(yùn)算放大器和基準(zhǔn)電壓源(或恒流源)組成。
間接ADC是先將輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)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(shí)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(jí)同時(shí)并行比較,各位輸出碼也是同時(shí)并行產(chǎn)生,所以轉(zhuǎn)換速度快是它的突出優(yōu)點(diǎn),同時(shí)轉(zhuǎn)換速度與輸出碼位的多少無(wú)關(guān)。并聯(lián)比較型ADC的缺點(diǎn)是成本高、功耗大。因?yàn)閚位輸出的ADC,需要2n個(gè)電阻,(2n-1)個(gè)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(jí)數(shù)上升。所以這種ADC適用于要求高速、低分辯率的場(chǎng)合 [5]。
數(shù)字量是用代碼按數(shù)位組合起來(lái)表示的,對(duì)于有權(quán)碼,每位代碼都有一定的位權(quán)。為了將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量,必須將每1位的代碼按其位權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量,然后將這些模擬量相加,即可得到與數(shù)字量成正比的總模擬量,從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換。這就是組成D/A轉(zhuǎn)換器的基本指導(dǎo)思想。圖11.1.1表示了4位二進(jìn)制數(shù)字量與經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后輸出的電壓模擬量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 由圖11.1.1還可看出,兩個(gè)相鄰數(shù)碼轉(zhuǎn)換出的電壓值是不連續(xù)的,兩者的電壓差由比較低碼位**的位權(quán)值決定。它是信息所能分辨的**小量,也就是我們所說(shuō)的用1LSB(Least Significant Bit)表示。對(duì)應(yīng)于比較大輸入數(shù)字量的最大電壓輸出值(***值),用FSR(Full Scale Range)表示如N位D/A轉(zhuǎn)換器,其分辨率為1/(2^N-1)。
線性誤差線性誤差用來(lái)描述當(dāng)數(shù)字量變化時(shí),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(diǎn)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]數(shù)字信號(hào)先進(jìn)行解碼,即把數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電平,形成階梯狀信號(hào),然后進(jìn)行低通濾波。金山區(qū)質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換器銷售廠
真正的電壓比較器還會(huì)增加一些輔助電路,加強(qiáng)性能。長(zhǎng)寧區(qū)優(yōu)勢(shì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
D/A轉(zhuǎn)換器的主要特性指標(biāo)包括以下幾方面:分辨率指**小輸出電壓(對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)字量只有比較低有效位為“1”)與比較大輸出電壓(對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)字量所有有效位全為“1”)之比。如N位D/A轉(zhuǎn)換器,其分辨率為1/(2^N-1)。在實(shí)際使用中,表示分辨率大小的方法也用輸入數(shù)字量的位數(shù)來(lái)表示。線性度用非線性誤差的大小表示D/A轉(zhuǎn)換的線性度。并且把理想的輸入輸出特性的偏差與滿刻度輸出之比的百分?jǐn)?shù)定義為非線性誤差。轉(zhuǎn)換精度D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與D/A轉(zhuǎn)換器的集成芯片的結(jié)構(gòu)和接口電路配置有關(guān)。如果不考慮其他D/A轉(zhuǎn)換誤差時(shí),D/A的轉(zhuǎn)換精度就是分辨率的大小,因此要獲得高精度的D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果,首先要保證選擇有足夠分辨率的D/A轉(zhuǎn)換器。同時(shí)D/A轉(zhuǎn)換精度還與外接電路的配置有關(guān),當(dāng)外部電路器件或電源誤差較大時(shí),會(huì)造成較大的D/A轉(zhuǎn)換誤差,當(dāng)這些誤差超過(guò)一定程度時(shí),D/A轉(zhuǎn)換就產(chǎn)生錯(cuò)誤。長(zhǎng)寧區(qū)優(yōu)勢(shì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
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