D/A轉(zhuǎn)換器由數(shù)碼寄存器、模擬電子開(kāi)關(guān)電路、解碼網(wǎng)絡(luò)、求和電路及基準(zhǔn)電壓幾部分組成。數(shù)字量以串行或并行方式輸入、存儲(chǔ)于數(shù)碼寄存器中,數(shù)字寄存器輸出的各位數(shù)碼,分別控制對(duì)應(yīng)位的模擬電子開(kāi)關(guān),使數(shù)碼為1的位在位權(quán)網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生與其權(quán)值成正比的電流值,再由求和電路將各種權(quán)值相加,即得到數(shù)字量對(duì)應(yīng)的模擬量。按解碼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器相關(guān)示圖倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器按模擬電子開(kāi)關(guān)電路的不同CMOS開(kāi)關(guān)型D/A轉(zhuǎn)換器(速度要求不高)雙極型開(kāi)關(guān)D/A轉(zhuǎn)換器 電流開(kāi)關(guān)型(速度要求較高)ECL電流開(kāi)關(guān)型(轉(zhuǎn)換速度更高)在D/A轉(zhuǎn)換過(guò)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。楊浦區(qū)個(gè)性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器工廠直銷(xiāo)
轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間是指A/D轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號(hào)到來(lái)開(kāi)始,到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間 [7]。不同類(lèi)型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠(yuǎn)。其中并行比較A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度比較高,8位二進(jìn)制輸出的單片集成A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)到50ns以內(nèi),逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器次之,它們多數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間在10-50μs以內(nèi)。間接A/D轉(zhuǎn)換器的速度**慢,如雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)從系統(tǒng)數(shù)據(jù)總的位數(shù)、精度要求、輸入模擬信號(hào)的范圍以及輸入信號(hào)極性等方面綜合考慮A/D轉(zhuǎn)換器的選用 [7]。長(zhǎng)寧區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器工廠直銷(xiāo)當(dāng)采樣率比信號(hào)頻率的兩倍還高的情況下才可能達(dá)到對(duì)原始信號(hào)的忠實(shí)還原,這一規(guī)律在采樣定理有所體現(xiàn)。
下面分別介紹每個(gè)性能參數(shù)的含義:1.失調(diào)誤差:實(shí)際數(shù)模轉(zhuǎn)換器和理想數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出存在固定的偏移,偏移量以LSB來(lái)表示,如圖2,失調(diào)誤差=0.3LSB 。2.增益誤差:實(shí)際數(shù)模轉(zhuǎn)換器和理想數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出曲線存在增益誤差,其定義為實(shí)際數(shù)模轉(zhuǎn)換器最大電壓減去理想數(shù)模轉(zhuǎn)換器最大電壓,單位為L(zhǎng)SB,如圖3的例子,增益誤差=0.7LSB 。3.積分非線性(INL):相同輸入數(shù)字碼時(shí),實(shí)際數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出減去其對(duì)應(yīng)的理想數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出,單位為L(zhǎng)SB。4.微分非線性(DNL ):實(shí)際數(shù)模轉(zhuǎn)換器在相鄰碼遞增切換時(shí)的電壓跳變的幅度((LSB)和1LSB的差值。
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。儀表促進(jìn)了更快的ADC速度和更多的通道數(shù)與密度,設(shè)計(jì)者必須評(píng)估轉(zhuǎn)換器的輸出格式,以及基本的轉(zhuǎn)換性能。
為了避免混疊現(xiàn)象,模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)必須通過(guò)低通濾波器進(jìn)行濾波處理,過(guò)濾掉頻率高于采樣率一半的信號(hào)。這樣的濾波器也被稱(chēng)作反鋸齒濾波器。它在實(shí)用的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中十分重要,常在混有高頻信號(hào)的模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)用。盡管在大多數(shù)系統(tǒng)里,混疊是不希望看到的現(xiàn)象,值得注意的是,它可以提供限制帶寬高頻信號(hào)的同步向下混合(simultaneous down-mixing ,請(qǐng)參見(jiàn)采樣過(guò)疏和混頻器)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的性能包含靜態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能和瞬態(tài)性能。靜態(tài)性能包含失調(diào)誤差(offset errors)、增益誤差(gain errors)、積分非線性(Integral NonLinearity,即INL),微分非線性(Differential NonLinearity,即DNL)、以及單調(diào)性(Monotonicity);動(dòng)態(tài)性能包含信噪比(SNR)、信噪失真比Signal to Noise and Distortion Ratio,即SNDR),有效位數(shù)(Effective Number of Bits)、以及總諧波失真(Total Harmonic Distortion,即THD ) ;瞬態(tài)性能包含建立時(shí)間(settling time)和毛刺能量(Cllitoh energy,D/A轉(zhuǎn)換器由數(shù)碼寄存器、模擬電子開(kāi)關(guān)電路、解碼網(wǎng)絡(luò)、求和電路及基準(zhǔn)電壓幾部分組成。靜安區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
對(duì)于單極性D/A轉(zhuǎn)換,模擬輸出的理想值為零伏點(diǎn)。楊浦區(qū)個(gè)性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器工廠直銷(xiāo)
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(kāi)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(kāi)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(lái)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(lái)講,**差的DNL發(fā)生在MSB(Most significant Bit)的轉(zhuǎn)換:楊浦區(qū)個(gè)性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器工廠直銷(xiāo)
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