D/A轉(zhuǎn)換器由數(shù)碼寄存器、模擬電子開關(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)換器按模擬電子開關(guān)電路的不同CMOS開關(guān)型D/A轉(zhuǎn)換器(速度要求不高)雙極型開關(guān)D/A轉(zhuǎn)換器 電流開關(guān)型(速度要求較高)ECL電流開關(guān)型(轉(zhuǎn)換速度更高)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。楊浦區(qū)個性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器工廠直銷
轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間是指A/D轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號到來開始,到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號所經(jīng)過的時間 [7]。不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠。其中并行比較A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度比較高,8位二進制輸出的單片集成A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時間可達到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)換時間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。在實際應(yīng)用中,應(yīng)從系統(tǒng)數(shù)據(jù)總的位數(shù)、精度要求、輸入模擬信號的范圍以及輸入信號極性等方面綜合考慮A/D轉(zhuǎn)換器的選用 [7]。長寧區(qū)本地數(shù)模轉(zhuǎn)換器工廠直銷當(dāng)采樣率比信號頻率的兩倍還高的情況下才可能達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)。
下面分別介紹每個性能參數(shù)的含義:1.失調(diào)誤差:實際數(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來表示,如圖2,失調(diào)誤差=0.3LSB 。2.增益誤差:實際數(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LSB,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,實際數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出減去其對應(yīng)的理想數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出,單位為LSB。4.微分非線性(DNL ):實際數(shù)模轉(zhuǎn)換器在相鄰碼遞增切換時的電壓跳變的幅度((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。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,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,會造成較大的D/A轉(zhuǎn)換誤差,當(dāng)這些誤差超過一定程度時,D/A轉(zhuǎn)換就產(chǎn)生錯誤。儀表促進了更快的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。
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,D/A轉(zhuǎn)換器由數(shù)碼寄存器、模擬電子開關(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)本地數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
對于單極性D/A轉(zhuǎn)換,模擬輸出的理想值為零伏點。楊浦區(qū)個性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器工廠直銷
二進制權(quán)重圖6是5比特二進制權(quán)重的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的實現(xiàn)方式,總共只有5個二進制編碼的電流單元,即后一個電流大小是前一個的兩倍,5比特二進制輸入直接控制5個開關(guān),用以確定流到負載RL的電流大小,形成模擬電壓輸出Vout。此方式實現(xiàn)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器控制非常簡單,N比特數(shù)字輸入碼直接依次加在二進制加權(quán)電流單元開關(guān)上,不需要任何的譯碼動作。為了達到比較好的版圖匹配,n*IO電流單元由n個單獨的IO單元來實現(xiàn)。二進制加權(quán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的缺點就是DNL 比較差,理論上來講,**差的DNL發(fā)生在MSB(Most significant Bit)的轉(zhuǎn)換:楊浦區(qū)個性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器工廠直銷
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