轉(zhuǎn)換精度1、分辨率A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進(jìn)制(或十進(jìn)制)數(shù)的位數(shù)來表示。它說明A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號的分辨能力。從理論上講,n位輸出的A/D轉(zhuǎn)換器能區(qū)分2n個不同等級的輸入模擬電壓,能區(qū)分輸入電壓的**小值為滿量程輸入的1/2n。在比較大輸入電壓一定時,輸出位數(shù)愈多,分辨率愈高。例如A/D轉(zhuǎn)換器輸出為8位二進(jìn)制數(shù),輸入信號比較大值為5V,那么這個轉(zhuǎn)換器應(yīng)能區(qū)分出輸入信號的**小電壓為19.53mV [6]。2、轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差通常是以輸出誤差的比較大值形式給出。它表示A/D轉(zhuǎn)換器實際輸出的數(shù)字量和理論上的輸出數(shù)字量之間的差別。常用比較低有效位的倍數(shù)表示。例如給出相對誤差不大于±LSB/2,這就表明實際輸出的數(shù)字量和理論上應(yīng)得到的輸出數(shù)字量之間的誤差小于比較低位的半個字 [6]。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。徐匯區(qū)智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制

線性誤差線性誤差用來描述當(dāng)數(shù)字量變化時,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]上海智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)、LVDS(低壓差分信令),還是CML(電流模式邏輯)。

從圖1可以看出模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器在信號處理系統(tǒng)中所處的位置。以視頻信號的處理流程為例進(jìn)行簡單的說明:1.通常傳感器會先感應(yīng),將自然的光影像轉(zhuǎn)化為模擬信號輸入。2.轉(zhuǎn)化得到的模擬信號會先進(jìn)行放大,為了避免信號的高頻干擾成份在模數(shù) 轉(zhuǎn)換后折射到低頻區(qū)域,模擬信號會先進(jìn)行抗混疊濾波(Antiabasing filter),再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。.濾波后的模擬視頻信號通過ADC變成數(shù)字視頻信號,數(shù)字視頻信號可通過數(shù)字信號處理電路進(jìn)行濾波/圖像處理/壓縮的動作。4.當(dāng)需要將該視頻信號輸出時,將數(shù)字電路處理過的視頻信號先經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為模擬信號,由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器直接輸出的信號仍然帶有時鐘臺階(step),所以會再經(jīng)過光滑濾波器(smooth filter)后再輸出。
數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換(digital-to-analog conversion、D/A轉(zhuǎn)換器)是計算機(jī)采集控制系統(tǒng)與模擬量控制對象之間緊密聯(lián)系的橋梁。D/A轉(zhuǎn)換器的作用是將離散的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化的模擬信號; [1]一個常見的例子就是以下的這個處理過程:通過調(diào)制解調(diào)器,將計算機(jī)上數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號,然后通過雙絞電話線來傳輸。執(zhí)行這個功能的電路就叫做數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)。對于應(yīng)用計算機(jī)采集系統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域,D/A轉(zhuǎn)換器是其不可缺少的重要組成部分。 [比較器是將兩個相差不是很小的電壓進(jìn)行比較的系統(tǒng)。簡單的比較器就是運算放大器。

DAC主要由數(shù)字寄存器、模擬電子開關(guān)、位權(quán)網(wǎng)絡(luò)、求和運算放大器和基準(zhǔn)電壓源(或恒流源)組成。用存于數(shù)字寄存器的數(shù)字量的各位數(shù)碼,分別控制對應(yīng)位的模擬電子開關(guān),使數(shù)碼為1的位在位權(quán)網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生與其位權(quán)成正比的電流值,再由運算放大器對各電流值求和,并轉(zhuǎn)換成電壓值 [1]。根據(jù)位權(quán)網(wǎng)絡(luò)的不同,可以構(gòu)成不同類型的DAC,如權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC、R–2R倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC和單值電流型網(wǎng)絡(luò)DAC等。權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC的轉(zhuǎn)換精度取決于基準(zhǔn)電壓VREF,以及模擬電子開關(guān)、運算放大器和各權(quán)電阻值的精度。它的缺點是各權(quán)電阻的阻值都不相同,位數(shù)多時,其阻值相差甚遠(yuǎn),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 [1]。模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的系統(tǒng),是一個濾波、采樣保持和編碼的過程。金山區(qū)智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器私人定做
和權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)比較,由于它只有R、2R兩種阻值,從而克服了權(quán)電阻阻值多,且阻值差別大的缺點 [1]。徐匯區(qū)智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制
為了避免混疊現(xiàn)象,模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入信號必須通過低通濾波器進(jìn)行濾波處理,過濾掉頻率高于采樣率一半的信號。這樣的濾波器也被稱作反鋸齒濾波器。它在實用的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中十分重要,常在混有高頻信號的模擬信號的轉(zhuǎn)換過程中應(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的同步向下混合(simultaneous down-mixing ,請參見采樣過疏和混頻器)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的性能包含靜態(tài)性能、動態(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)性能包含建立時間(settling time)和毛刺能量(Cllitoh energy,徐匯區(qū)智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制
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倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)圖9-6為倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器原理圖。由于P點接地、N點虛地,所以不論數(shù)碼D0、D1、D2、D3是0還是1,電子開關(guān)S0、S1、S2、S3都相當(dāng)于接地。因此,圖9-6中各支路電流I0、I1、I2、I3和IR的大小不會因二進(jìn)制數(shù)的不同而改變。并且,從任一節(jié)點a、b、C、d向左上看的等效電阻都等于R,所以流出VR的總電流為 [4]倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)也只用了R和2R兩種阻值的電阻,但和T型電阻網(wǎng)絡(luò)相比較,由于各支路電流始終存在且恒定不變,所以各支路電流到運放的反相輸入端不存在傳輸時間,因此具有較高的轉(zhuǎn)換速度。 [4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。浦東新區(qū)個性化數(shù)模...