N比特電阻分壓型DAC需要2N個電阻,電流舵DAC則需要2N-1個電流單元。電阻分壓型數(shù)模轉(zhuǎn)換器利用電阻對基準(zhǔn)電壓VREF分壓產(chǎn)生1LSB的電壓,I LSB=VREF/2N,電流舵DAC由單位電流IO流過電阻負(fù)載RL產(chǎn)生的壓降IO*RL產(chǎn)生1LSB的電壓,所以電流舵DAC中的IO和位數(shù)以及RL的大小決定了VouT的幅度,VouT=(2N- I ) *RL*IO 。很明顯,圖5的兩種數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓特性均為單調(diào)性的。兩種數(shù)模轉(zhuǎn)換器的微分非線性誤差(DNL)均由單個器件的精度所決定,所以DNL會比較小,假設(shè)單元電流IO的標(biāo)準(zhǔn)偏差(Standard Deviation)為σ(I),則DNL大小為σ(I)/IO,而INL和流到RL上的單元電流個數(shù)n有關(guān),INL大小為n1/2* σ(I)/IO通常把滿量程電壓變化的百分?jǐn)?shù)與電源電壓變化的百分?jǐn)?shù)之比稱為電源抑制比。普陀區(qū)本地數(shù)模轉(zhuǎn)換器怎么樣
T型電阻網(wǎng)絡(luò)圖9-3為T型電阻網(wǎng)絡(luò)4位D/A轉(zhuǎn)換器的原理圖。圖9-3中電阻譯碼網(wǎng)絡(luò)是由R和2R兩種阻值的電阻組成T型電阻網(wǎng)絡(luò),運算放大器構(gòu)成電壓跟隨器,圖9-3中略去了數(shù)據(jù)鎖存器,電子開關(guān)S3、S2、S1、S0在二進(jìn)制數(shù)D相應(yīng)位的控制下或者接參考電壓VR(相應(yīng)位為1)或者接地 (相應(yīng)位為0)。當(dāng)電子開關(guān)S3、S2、S1、S0全部接地時,從任一節(jié)點a、b、c、d向其左下看的等效電阻都等于R當(dāng)D0單獨作用時,T型電阻網(wǎng)絡(luò)如圖9-4中的圖(a)所示。把a點左下等效成戴維寧電源,如圖9-4中的圖(b)所示;然后依次把b點、c點、d點它們的左下電路等效成戴維南電源時分別如圖9-4中的圖(c)、圖(d)、圖(e)所示。由于電壓跟隨器的輸入電阻很大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R,所以D0單獨作用時,d點電位幾乎就是戴維南電源的開路電壓D0VR/16,此時轉(zhuǎn)換器的輸出為 [4]楊浦區(qū)智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器性價比用非線性誤差的大小表示D/A轉(zhuǎn)換的線性度。
D/A轉(zhuǎn)換器的主要部件是電阻開關(guān)網(wǎng)絡(luò),通常是由輸入的二進(jìn)制數(shù)的各位控制一些開關(guān),通過電阻網(wǎng)絡(luò),在運算放大器的輸入端產(chǎn)生與二進(jìn)制數(shù)各位的權(quán)成比例的電流,這些電流經(jīng)過運算放大器相加和轉(zhuǎn)換而成為與二進(jìn)制數(shù)成比例的模擬電壓。D/A轉(zhuǎn)換的原理電路如概述圖圖5-1所示,是一個足 夠精度的參考電壓,運算放大器輸入端的各支路對應(yīng)待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的第0位、第1位、...、第n-1位。支路中的開關(guān)由對應(yīng)的數(shù)位來控制,如果該數(shù)位位“1”,則對應(yīng)的開關(guān)閉合;如果該數(shù)位為“0”,則對應(yīng)的開關(guān)打開。各輸入支路中的電阻分別為R、2R、4R、...這些電阻稱為權(quán)電阻。它們把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電模擬量,即把二進(jìn)制數(shù)字量轉(zhuǎn)換為與其數(shù)值成正比的電模擬量。 [1]
轉(zhuǎn)換精度是指D/A轉(zhuǎn)換器的實際輸出與理論值之間的誤差。轉(zhuǎn)換精度可分為***精度和相對精度。(1)***精度指對應(yīng)于給定的數(shù)字量,D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端實際測得的模擬輸出值(電流或電壓)與理論值之差。***精度由D/A轉(zhuǎn)換的增益誤差、線性誤差和噪聲等綜合因素決定。(2)相對精度指在零點和滿量程值校準(zhǔn)后,各種數(shù)字輸入的模擬量輸出與理論值之差,可把各種輸入的誤差畫成曲線。對線性D/A轉(zhuǎn)換而言,相對精度就是非線性度。 [1]精度一般采用數(shù)字量的比較低有效位作為衡量單位,一般取為± 1/2 LSB。例如,若是8位D/A轉(zhuǎn)換器,則轉(zhuǎn)換精度為±(1/2)*(1/256) = ± 1/512。要考慮的問題包括:功耗、瞬變、數(shù)據(jù)與時鐘的變形,以及對噪聲的抑制能力 [2]。
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。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。楊浦區(qū)智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器性價比
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。普陀區(qū)本地數(shù)模轉(zhuǎn)換器怎么樣
是基本部件。圖中裝置通過一個模擬量參考電壓和一個電阻梯形網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生以參考量為基準(zhǔn)的分?jǐn)?shù)值的權(quán)電流或權(quán)電壓;而用由數(shù)碼輸入量控制的一組開關(guān)決定哪一些電流或電壓相加起來形成輸出量。所謂“權(quán)”,就是二進(jìn)制數(shù)的每一位所**的值。例如三位二進(jìn)制數(shù)“111“,右邊第1位的“權(quán)”是 20/23=1/8;第2位是21/23=1/4;第3位是22/23=1/2。位數(shù)多的依次類推。圖2為這種三位數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基本電路,參考電壓VREF在R1、R2、R3中產(chǎn)生二進(jìn)制權(quán)電流,電流通過開關(guān)。普陀區(qū)本地數(shù)模轉(zhuǎn)換器怎么樣
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