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(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(shí)間(settling time)和毛刺能量(Cllitoh energy,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。楊浦區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器推薦貨源

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。轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度一般由建立時(shí)間決定。從輸入由全0突變?yōu)槿?時(shí)開始,到輸出電壓穩(wěn)定在FSR±?LSB范圍(或以FSR±x%FSR指明范圍)內(nèi)為止,這段時(shí)間稱為建立時(shí)間,它是DAC的比較大響應(yīng)時(shí)間,所以用它衡量轉(zhuǎn)換速度的快慢 [1]。在滿刻度輸出的條件下,溫度每升高1℃,輸出變化的百分?jǐn)?shù)定義為溫度系數(shù)。電源抑制比對于高質(zhì)量的D/A轉(zhuǎn)換器,要求開關(guān)電路及運(yùn)算放大器所用的電源電壓發(fā)生變化時(shí),對輸出電壓影響極小。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。楊浦區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器推薦貨源當(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(shí)還原,這一規(guī)律在采樣定理有所體現(xiàn)。

即0111...111到1000 ...000之間的轉(zhuǎn)換,此時(shí)所有電流單元開關(guān)都有開/關(guān)互換的動作。假設(shè)單個(gè)電流單元的標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ(I),根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理,可以簡單的求得**差DNL為(2N _1)1/2*σ(I)/IOo。 INL偏差和Unary數(shù)模轉(zhuǎn)換器是一樣的。分段組合由前面的分析可知Unary譯碼方式比二進(jìn)制權(quán)重方式能夠?qū)崿F(xiàn)更高的精度,但是其數(shù)字譯碼電路的復(fù)雜性以及功耗在高分辨率的要求下是以2的指數(shù)的方式增大,所以變的難以接受。對于更高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換器,一般用兩種方式相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn),即分段組合法方式(Segmented Architecture)。其中MSB部分由Unary方式來實(shí)現(xiàn),達(dá)到高分辨率,LSB部分由Binary Weighted方式來實(shí)現(xiàn),以節(jié)省Digital部分的面積。
當(dāng)該位的值是“0”時(shí),與地接通;當(dāng)該位的值是“1”時(shí),與輸出相加母線接通。幾路電流之和經(jīng)過反饋電阻Rf產(chǎn)生輸出電壓。電壓極性與參考量相反。輸入端的數(shù)字量每變化1,*引起輸出相對量變化1/23=1/8,此值稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的分辨率。位數(shù)越多分辨率就越高,轉(zhuǎn)換的精度也越高。工業(yè)自動控制系統(tǒng)采用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器大多是10位、12位,轉(zhuǎn)換精度達(dá)0.5~0.1%。串行數(shù)模轉(zhuǎn)換串行數(shù)模轉(zhuǎn)換是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成脈沖序列的數(shù)目,一個(gè)脈沖相當(dāng)于數(shù)字量的一個(gè)單位,然后將每個(gè)脈沖變?yōu)閱挝荒M量,并將所有的單位模擬量相加,就得到與數(shù)字量成正比的模擬量輸出,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換。主要的輸出選項(xiàng)是CMOS(互補(bǔ)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]。

模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器,或簡稱ADC,通常是指一個(gè)將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實(shí)際意義,**表示一個(gè)相對大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn),比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為比較大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小 [1]。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),A/D轉(zhuǎn)換的作用是將時(shí)間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散、幅值也離散的數(shù)字信號,因此,A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化及編碼4個(gè)過程。在實(shí)際電路中,這些過程有的是合并進(jìn)行的,例如,取樣和保持,量化和編碼往往都是在轉(zhuǎn)換過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)的 [2]。D/A轉(zhuǎn)換器基本上由4個(gè)部分組成,即權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電源和模擬開關(guān)。上海個(gè)性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器推薦貨源
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(yùn)算放大器和各權(quán)電阻值的精度。楊浦區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器推薦貨源
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(shí)間 [7]。不同類型的轉(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]。楊浦區(qū)本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器推薦貨源
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