靜安區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)

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）；將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)快速變化信號(hào)的實(shí)時(shí)控制與檢測(cè)，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(jìn)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。真正的電壓比較器還會(huì)增加一些輔助電路，加強(qiáng)性能。靜安區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)

是基本部件。圖中裝置通過一個(gè)模擬量參考電壓和一個(gè)電阻梯形網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生以參考量為基準(zhǔn)的分?jǐn)?shù)值的權(quán)電流或權(quán)電壓；而用由數(shù)碼輸入量控制的一組開關(guān)決定哪一些電流或電壓相加起來形成輸出量。所謂“權(quán)”，就是二進(jìn)制數(shù)的每一位所**的值。例如三位二進(jìn)制數(shù)“111“,右邊第1位的“權(quán)”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(zhuǎn)換器的基本電路,參考電壓VREF在R1、R2、R3中產(chǎn)生二進(jìn)制權(quán)電流,電流通過開關(guān)。松江區(qū)通用數(shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制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。

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)這些誤差超過一定程度時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換就產(chǎn)生錯(cuò)誤。

實(shí)際上從數(shù)學(xué)關(guān)系來看，INL的微分結(jié)果即是DNL, DNL的積分結(jié)果即是INL 。5.單調(diào)性:單調(diào)性是指數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸入在逐漸增加時(shí)，輸出也是逐步增加的，若輸入增加，輸出卻減小，此時(shí)即呈現(xiàn)非單調(diào)性，如圖4左是單調(diào)性的，圖4右是非單調(diào)性的，此時(shí)DNL會(huì)小于-1LSB6.信噪比(SNR:即信號(hào)功率比上噪聲功率(dB)，前面己經(jīng)證實(shí)過，理想N位數(shù)模轉(zhuǎn)換器SNRMax=6.02N+1.76 dB，實(shí)際SNR會(huì)小于理想值。7.信噪失真比(SNDR):即信號(hào)功率比上噪聲功率加諧波功率(dB )，噪聲包含量化噪聲和干擾噪聲等等，失真則是因數(shù)模轉(zhuǎn)換器的非線性輸出一輸入關(guān)系所引起的，在頻譜上出現(xiàn)信號(hào)諧波。在D/A轉(zhuǎn)換過程中，影響轉(zhuǎn)換精度的主要因素有失調(diào)誤差、增益誤差、非線性誤差和微分非線性誤差。

二進(jìn)制權(quán)重圖6是5比特二進(jìn)制權(quán)重的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的實(shí)現(xiàn)方式，總共只有5個(gè)二進(jìn)制編碼的電流單元，即后一個(gè)電流大小是前一個(gè)的兩倍，5比特二進(jìn)制輸入直接控制5個(gè)開關(guān)，用以確定流到負(fù)載RL的電流大小，形成模擬電壓輸出Vout。此方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器控制非常簡(jiǎn)單，N比特?cái)?shù)字輸入碼直接依次加在二進(jìn)制加權(quán)電流單元開關(guān)上，不需要任何的譯碼動(dòng)作。為了達(dá)到比較好的版圖匹配，n*IO電流單元由n個(gè)單獨(dú)的IO單元來實(shí)現(xiàn)。二進(jìn)制加權(quán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)就是DNL 比較差，理論上來講，**差的DNL發(fā)生在MSB(Most significant Bit)的轉(zhuǎn)換:許多模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路在內(nèi)部就已經(jīng)包含了這樣的采樣-保持子系統(tǒng) [2]。靜安區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)

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。靜安區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)

輸入時(shí)其輸出值與理想輸出值(滿量程)之間的偏差表示，一般也用LSB的份數(shù)或用偏差值相對(duì)滿量程的百分?jǐn)?shù)來表示。非線性誤差D/A轉(zhuǎn)換器的非線性誤差定義為實(shí)際轉(zhuǎn)換特性曲線與理想特性曲線之間的比較大偏差，并以該偏差相對(duì)于滿量程的百分?jǐn)?shù)度量。在轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)中，一般要求非線性誤差不大于±1/2LSB。并行數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換有兩種轉(zhuǎn)換方式：并行數(shù)模轉(zhuǎn)換和串行數(shù)模轉(zhuǎn)換。圖1為典型的并行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。虛線框內(nèi)的數(shù)碼操作開關(guān)和電阻網(wǎng)絡(luò)是基本部件。靜安區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)

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