在網(wǎng)上找了很多關(guān)于a/d,d/a(數(shù)模轉(zhuǎn)換電路)的文章,但介紹都不是很完善。本文主要給你說明什么是a/d,d/a轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換電路的主要性能參數(shù)。希望對(duì)你有所幫助。
一、什么是a/d、d/a轉(zhuǎn)換:
隨 著 數(shù) 字 技 術(shù),特 別 是 信息技術(shù)的 飛速發(fā)展與普及,在 現(xiàn) 代 控制、通 信 及 檢測等領(lǐng)域,為了提高系統(tǒng)的性能指標(biāo),對(duì)信號(hào)的處理廣泛采用了數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)。由于系統(tǒng)的實(shí)際對(duì)象往往都是一些模擬量(如溫度、壓力、位移、圖像等),要使計(jì)算機(jī)或數(shù)字儀表能識(shí)別、處理這些信號(hào),必須首先將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào);而經(jīng)計(jì)算機(jī)分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號(hào)才能為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所接受。這樣,就需要一種能在模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間起橋梁作用的電路--模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
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)換器已成為信息系統(tǒng)中不可缺俚慕涌詰緶貳?br> 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,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)。
二、d/a和a/d轉(zhuǎn)換器的相關(guān)性能參數(shù):
d/a轉(zhuǎn)換器是把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的線性電路器件,已做成集成芯片。由于實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的原理和電路結(jié)構(gòu)及工藝技術(shù)有所不同,因而出現(xiàn)各種各樣的d/a轉(zhuǎn)換器。目前,國外市場已有上百種產(chǎn)品出售,他們?cè)谵D(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換精度、分辨率以及使用價(jià)值上都各具特色。
d/a轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù):
衡量一個(gè)d/a轉(zhuǎn)換器的性能的主要參數(shù)有:
(1)分辨率
是指d/a轉(zhuǎn)換器能夠轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù),位數(shù)多分辨率也就越高。
(2)轉(zhuǎn)換時(shí)間
指數(shù)字量輸入到完成轉(zhuǎn)換,輸出達(dá)到最終值并穩(wěn)定為止所需的時(shí)間。電流型d/a轉(zhuǎn)換較快,一般在幾ns到幾百ns之間。電壓型d/a轉(zhuǎn)換較慢,取決于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。
(3)精度
指d/a轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出電壓與理論值之間的誤差,一般采用數(shù)字量的最低有效位作為衡量單位。
(4)線性度
當(dāng)數(shù)字量變化時(shí),d/a轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量按比例關(guān)系變化的程度。理想的d/a轉(zhuǎn)換器是線性的,但是實(shí)際上是有誤差的,模擬輸出偏離理想輸出的最大值稱為線性誤差。
a/d轉(zhuǎn)換器的功能是把模擬量變換成數(shù)字量。由于實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的工作原理和采用工藝技術(shù)不同,因此生產(chǎn)出種類繁多的a/d轉(zhuǎn)換芯片。a/d轉(zhuǎn)換器按分辨率分為4位、6位、8位、10位、14位、16位和bcd碼的31/2位、51/2位等。按照轉(zhuǎn)換速度可分為超高速(轉(zhuǎn)換時(shí)間≤330ns),次超高速(330~3.3μs),高速(轉(zhuǎn)換時(shí)間3.3~333μs),低速(轉(zhuǎn)換時(shí)間>330μs)等。a/d轉(zhuǎn)換器按照轉(zhuǎn)換原理可分為直接a/d轉(zhuǎn)換器和間接a/d轉(zhuǎn)換器。所謂直接a/d轉(zhuǎn)換器,是把模擬信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),如逐次逼近型,并聯(lián)比較型等。其中逐次逼近型a/d轉(zhuǎn)換器,易于用集成工藝實(shí)現(xiàn),且能達(dá)到較高的分辨率和速度,故目前集成化a/d芯片采用逐次逼近型者多;間接a/d轉(zhuǎn)換器是先把模擬量轉(zhuǎn)換成中間量,然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,如電壓/時(shí)間轉(zhuǎn)換型(積分型),電壓/頻率轉(zhuǎn)換型,電壓/脈寬轉(zhuǎn)換型等。其中積分型a/d轉(zhuǎn)換器電路簡單,抗干擾能力強(qiáng),切能作到高分辨率,但轉(zhuǎn)換速度較慢。有些轉(zhuǎn)換器還將多路開關(guān)、基準(zhǔn)電壓源、時(shí)鐘電路、譯碼器和轉(zhuǎn)換電路集成在一個(gè)芯片內(nèi),已 超 出