簡略介紹數(shù)字電路中的數(shù)模(DAC)/模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)化器
發(fā)布時間:2020-04-20 10:30:16 瀏覽:4295
由于數(shù)字電路抗干擾優(yōu)于模仿電路;電路結(jié)構(gòu)簡略;操控精度高且準(zhǔn)確;同時易于開發(fā)和實現(xiàn);成本低廉;運用方便等特點。所以數(shù)字電路在現(xiàn)今許多數(shù)字電路電子產(chǎn)品中,如家電、航空、交通、通信、醫(yī)療、自動化操控等范疇廣泛運用。而在數(shù)字電路中,常見到數(shù)模(DAC)/模數(shù)(ADC)集成轉(zhuǎn)化器電路。
數(shù)字電路處理的信號是離散的(斷續(xù)改變的),但是大量受控終端執(zhí)行與反應(yīng)是模仿量(連續(xù)改變的),如溫度、壓力、流量、速度等。以便于運算與操控,這就需要將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成模仿量;模仿量轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號兩種相對應(yīng)的電路。即數(shù)模(DAC)/模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)化器。
數(shù)模(DAC)轉(zhuǎn)化器作用是,將數(shù)字電路的輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成模仿信號的一種集成電路。
它有基準(zhǔn)電源、數(shù)字寄存器(接納并寄存由處理器發(fā)來的二進(jìn)制代碼)、模仿電子開關(guān)、權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、求和運算放大器,以及抗干擾、防溫度漂移、增益和失調(diào)補償?shù)冉M成。
如前期的5G7520數(shù)模(DAC)轉(zhuǎn)化器,輸入10位;權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)選用倒T形和CMOS開關(guān)
分辯率和精度是衡量數(shù)模(DAC)轉(zhuǎn)化器最重要目標(biāo)。
數(shù)模(DAC)轉(zhuǎn)化器分辯率:電路所能分辯的最小輸出電壓增量與滿刻度輸出電壓之比。即分辯率=1 /(2?-1)
如n=10,分辯率≈1‰,
假設(shè)滿刻度輸出電壓為10V,(X9~X0)二進(jìn)制代碼由0000000000變成0000000001。
最小輸出電壓增量=滿刻度輸出電壓×分辯率=10V×1‰=10mV。換句話說,將10V分紅(2?-1)。因此DAC輸入位越多→分辯率越高→最小輸出電壓增量越小。
數(shù)模(DAC)轉(zhuǎn)化器精度:數(shù)模(DAC)轉(zhuǎn)化器實踐輸出電壓與理論值之間的誤差。
影響的因素有:內(nèi)部電子元器件的參數(shù)的精確度、穩(wěn)定性、工作環(huán)境等
尋求高分辯率,即輸入位越多,理論上可行,但實踐情況是,當(dāng)內(nèi)部電子元器件數(shù)量增多,相同的電子元器件的參數(shù)等同度、精度就要求越高。這是較難辦到的。一般采納分辯率與精度相互和諧。一般精度誤差應(yīng)≤?最小輸出電壓增量。
模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)化器作用是,將來自外部受控終端的模仿量轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號的一種集成電路。
ADC有采樣電路、保持電路、量化和編碼電路等組成,其間量化和編碼電路是模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)化器中心部分。
采樣電路是在周期的采樣脈沖操控下,完結(jié)來自外部受控終端的模仿量的采樣幅值。而保持電路是將采樣幅值保持到下一個采樣脈沖到來之前。在這段時刻內(nèi),采樣到的幅值經(jīng)量化和編碼電路后,輸出n位二進(jìn)制數(shù)字量。
要使ADC輸出n位二進(jìn)制數(shù)字量接近于模仿量,即失真度小。采樣周期及量化和編碼電路處理時刻長短;量化時誤差;以及電子元器件的參數(shù)的精確度、穩(wěn)定性、工作環(huán)境是關(guān)鍵。
量化和編碼電路有多種形式,如并行比較型;逐次比較型;雙積分型;計數(shù)型。
并行比較型特點:轉(zhuǎn)化速度快,但比較器數(shù)量多,對于n位數(shù)字量輸出需2?-1個比較器,適用于n≤4。
逐次比較型特點:電路簡略只要一個比較器,速度次于并行比較型,精度較高。適用于多位。
雙積分型特點:因選用雙積分轉(zhuǎn)化,所以速度較慢,轉(zhuǎn)化成果、精度不受積分器的R、C改變而影響。適用于工業(yè)外表。
計數(shù)型特點:電路簡略,輸出的數(shù)字量始終跟蹤輸入模仿量的改變。轉(zhuǎn)化速度最慢(n位需2?-1時鐘周期),為加快速度,采納添加一個可逆計數(shù)。
跟著電子器件結(jié)構(gòu)性的改變,上述量化和編碼電路較慢類型將會得到明顯的改進(jìn)。
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