2018-07-09 14:48:19分類:行業(yè)資訊3945
模數(shù)轉換器的概念:
模數(shù)轉換器即A/D轉換器,或簡稱ADC,通常是指一個將模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。通常的模數(shù)轉換器是把經(jīng)過與標準量比較處理后的模擬量轉換成以二進制數(shù)值表示的離散信號的轉換器。故任何一個模數(shù)轉換器都需要一個參考模擬量作為轉換的標準,比較常見的參考標準為最大的可轉換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。
數(shù)模轉換器的基本原理:
將輸入的每一位二進制代碼按其權的大小轉換成相應的模擬量,然后將代表各位的模擬量相加,所得的總模擬量就與數(shù)字量成正比,這樣便實現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉換。
為二進制數(shù)按位權轉換成的十進制數(shù)值。
數(shù)模轉換器的分類及特點:
根據(jù)位權網(wǎng)絡的不同,可以構成不同類型的DAC,如權電阻網(wǎng)絡DAC、R-2R倒T形電阻網(wǎng)絡DAC和單值電流型網(wǎng)絡DAC等。
權電阻網(wǎng)絡DAC 的轉換精度取決于基準電壓VREF,以及模擬電子開關、運算放大器和各權電阻值的精度。它的缺點是各權電阻的阻值都不相同,位數(shù)多時,其阻值相差甚遠,這給保證精度帶來很大困難,特別是對于集成電路的制作很不利,因此在集成的 DAC 中很少單獨使用該電路。
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。R-2R倒T形電阻網(wǎng)絡DAC是工作速度較快、 應用較多的一種。和權電阻網(wǎng)絡比較,由于它只有R、2R兩種阻值,從而克服了權電阻阻值多,且阻值差別大的缺點。
電流型DAC則是將恒流源切換到電阻網(wǎng)絡中,恒流源內阻極大,相當于開路,所以連同電子開關在內,對它的轉換精度影響都比較小,又因電子開關大多采用非飽和型的ECL開關電路,使這種DAC可以實現(xiàn)高速轉換,轉換精度較高。
數(shù)模轉換器的主要參數(shù):
1、分辨率
D/A轉換器的分辨率用最小分辨電壓 VLSB和滿量程輸出電壓VFSV的比值來表示
2、轉換精度
在 D/A 轉換器中,一般用轉換誤差來描述轉換精度。由于 D/A 轉換器的各個環(huán)節(jié)在參數(shù)和性能上與理論值之間不可避免地存在著差異,因此,D/A 轉換器的實際輸出電壓與理想輸出電壓值之間并不完全一致。D/A 轉換器的轉換誤差是指在穩(wěn)態(tài)工作時,實際模擬輸出值和理想輸出值之間的最大偏差。轉換誤差一般用最低有效位的倍數(shù)決定。
偏移誤差是指 D/A 轉換器輸出模擬量的實際起始數(shù)值與理想起始數(shù)值之差,一般由運算放大器的零點漂移引起,在設計D/A轉換電路時,為了減少偏移誤差,應選用低漂移的運算放大器。
3、轉換速度
D/A 轉換器的轉換速度通常用建立時間 tset來描述。建立時間 tset 指從輸入數(shù)據(jù)改變到輸出進入規(guī)定的誤差范圍(一般為±1/2LSB)所需的最大時間。因為輸入數(shù)字量變化越大,建立時間越長,所以,數(shù)據(jù)手冊中一般給出從全 0 到全1 時的建立時間。普通 D/A 轉換器的建立時間為幾到幾百微秒,如 AD7520 的 建立時間為 1μs;高速 D/A 轉換器的建立時間小于幾微秒,如 AD9708 的建立時間為 35ns。
小結:
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