將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路,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)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的電路稱為數(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)換器已成為計算機系統(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;如果要實現(xiàn)快速變化信號的實時控制與檢測,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)。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。較好的D/A轉(zhuǎn)換器的工作溫度范圍在-40℃~85℃之間,較差的D/A轉(zhuǎn)換器的工作溫度范圍在0℃~70℃之間。寶山區(qū)加工數(shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制

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。嘉定區(qū)通用數(shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)在轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計中,一般要求非線性誤差不大于±1/2LSB。

輸入時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,并以該偏差相對于滿量程的百分?jǐn)?shù)度量。在轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計中,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。
可以采集連續(xù)變化、帶寬受限的信號(即每隔一時間測量并存儲一個信號值),然后可以通過插值將轉(zhuǎn)換后的離散信號還原為原始信號。這一過程的精確度受量化誤差的限制。然而,*當(dāng)采樣率比信號頻率的兩倍還高的情況下才可能達(dá)到對原始信號的忠實還原,這一規(guī)律在采樣定理有所體現(xiàn)。由于實際使用的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器不能進(jìn)行完全實時的轉(zhuǎn)換,所以對輸入信號進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換的過程中必須通過一些外加方法使之保持恒定。常用的有采樣-保持電路,在大多數(shù)的情況里,通過使用一個電容器可以存儲輸入的模擬電壓,并通過開關(guān)或門電路來閉合、斷開這個電容和輸入信號的連接。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)。偏差值的大小一般用LSB的份數(shù)或用偏差值相對滿量程的百分?jǐn)?shù)來表示。

如果CCD的質(zhì)量能夠滿足一定色彩位數(shù)的要求,為了獲得相應(yīng)的輸出效果,就要求有相應(yīng)位數(shù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換實現(xiàn)數(shù)據(jù)采樣,才能獲得滿意的效果,如果CCD可以實現(xiàn)36位精度,卻使用了三個8位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器,結(jié)果輸出出來就只剩下24位的數(shù)據(jù)精度了,這對于CCD是一種浪費,而如果使用三個16位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器,是實現(xiàn)了48位的數(shù)據(jù)輸出,但效果與36位比較并無改善,對數(shù)模轉(zhuǎn)換器就是一種浪費了。1. 數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的系統(tǒng),一般用低通濾波即可以實現(xiàn)。數(shù)字信號先進(jìn)行解碼,即把數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的電平,形成階梯狀信號,然后進(jìn)行低通濾波。在實際使用中,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。徐匯區(qū)優(yōu)勢數(shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制
主要的輸出選項是CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)、LVDS(低壓差分信令),以及CML(電流模式邏輯) [2]。寶山區(qū)加工數(shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制
由于實際使用的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器不能進(jìn)行完全實時的轉(zhuǎn)換,所以對輸入信號進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換的過程中必須通過一些外加方法使之保持恒定。常用的有采樣-保持電路,在大多數(shù)的情況里,通過使用一個電容器可以存儲輸入的模擬電壓,并通過開關(guān)或門電路來閉合、斷開這個電容和輸入信號的連接。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]。1.**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)計者必須評估轉(zhuǎn)換器的輸出格式,以及基本的轉(zhuǎn)換性能 [2]。寶山區(qū)加工數(shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制
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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...