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,模擬信號會先進行抗混疊濾波(Antiabasing filter),再進行模數(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)字信號處理電路進行濾波/圖像處理/壓縮的動作。4.當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。當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)。普陀區(qū)個性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
轉(zhuǎn)換精度1、分辨率A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進制(或十進制)數(shù)的位數(shù)來表示。它說明A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號的分辨能力。從理論上講,n位輸出的A/D轉(zhuǎn)換器能區(qū)分2n個不同等級的輸入模擬電壓,能區(qū)分輸入電壓的**小值為滿量程輸入的1/2n。在比較大輸入電壓一定時,輸出位數(shù)愈多,分辨率愈高。例如A/D轉(zhuǎn)換器輸出為8位二進制數(shù),輸入信號比較大值為5V,那么這個轉(zhuǎn)換器應(yīng)能區(qū)分出輸入信號的**小電壓為19.53mV [6]。2、轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差通常是以輸出誤差的比較大值形式給出。它表示A/D轉(zhuǎn)換器實際輸出的數(shù)字量和理論上的輸出數(shù)字量之間的差別。常用比較低有效位的倍數(shù)表示。例如給出相對誤差不大于±LSB/2,這就表明實際輸出的數(shù)字量和理論上應(yīng)得到的輸出數(shù)字量之間的誤差小于比較低位的半個字 [6]。松江區(qū)質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換器現(xiàn)價這一過程的精確度受量化誤差的限制。
2. 模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的系統(tǒng),是一個濾波、采樣保持和編碼的過程。模擬信號經(jīng)帶限濾波,采樣保持電路,變?yōu)殡A梯形狀信號,然后通過編碼器,使得階梯狀信號中的各個電平變?yōu)槎M制碼。3. 比較器是將兩個相差不是很小的電壓進行比較的系統(tǒng)。**簡單的比較器就是運算放大器。我們知道,運算放大器在連有深度負反饋的條件下,會在線性區(qū)工作,有著增益很大的放大特性,在計算時往往認為它放大的倍數(shù)是無窮大。而在沒有反饋的條件下,運算放大器在線性區(qū)的輸入動態(tài)范圍很小,即兩個輸入電壓有一定差距就會使運算放大器達到飽和。如果同相端電壓較大,則輸出最大電壓,一般是+12V;如果反相端電壓較大,則輸出**小電壓,一般是-12V。這樣,就實現(xiàn)了電壓比較功能。
逐次逼近型ADC:逐次逼近型ADC是另一種直接ADC,它也產(chǎn)生一系列比較電壓VR,但與并聯(lián)比較型ADC不同,它是逐個產(chǎn)生比較電壓,逐次與輸入電壓分別比較,以逐漸逼近的方式進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的。逐次逼近型ADC每次轉(zhuǎn)換都要逐位比較,需要(n+1)個節(jié)拍脈沖才能完成,所以它比并聯(lián)比較型ADC的轉(zhuǎn)換速度慢,比雙分積型ADC要快得多,屬于中速ADC器件。另外位數(shù)多時,它需用的元器件比并聯(lián)比較型少得多,所以它是集成ADC中,應(yīng)用較廣的一種 [5]。雙積分型ADC:屬于間接型ADC,它先對輸入采樣電壓和基準電壓進行兩次積分,以獲得與采樣電壓平均值成正比的時間間隔,同時在這個時間間隔內(nèi),用計數(shù)器對標準時鐘脈沖(CP)計數(shù),計數(shù)器輸出的計數(shù)結(jié)果就是對應(yīng)的數(shù)字量。雙積分型ADC優(yōu)點是抗干擾能力強;穩(wěn)定性好;可實現(xiàn)高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換。主要缺點是轉(zhuǎn)換速度低,因此這種轉(zhuǎn)換器大多應(yīng)用于要求精度較高而轉(zhuǎn)換速度要求不高的儀器儀表中,例如用于多位高精度數(shù)字直流電壓表中 [5]。權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC的轉(zhuǎn)換精度取決于基準電壓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。
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。 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的技術(shù)指標。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。對于雙極性D/A轉(zhuǎn)換,理想值為負域滿量程。嘉定區(qū)智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器怎么樣
如N位D/A轉(zhuǎn)換器,其分辨率為1/(2^N-1)。普陀區(qū)個性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
它由若干個相同的R、2R網(wǎng)絡(luò)節(jié)組成,每節(jié)對應(yīng)于一個輸入位。節(jié)與節(jié)之間串接成倒T形網(wǎng)絡(luò)。R–2R倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC是工作速度較快、應(yīng)用較多的一種。和權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)比較,由于它只有R、2R兩種阻值,從而克服了權(quán)電阻阻值多,且阻值差別大的缺點 [1]。電流型DAC則是將恒流源切換到電阻網(wǎng)絡(luò)中,恒流源內(nèi)阻極大,相當于開路,所以連同電子開關(guān)在內(nèi),對它的轉(zhuǎn)換精度影響都比較小,又因電子開關(guān)大多采用非飽和型的ECL開關(guān)電路,使這種DAC可以實現(xiàn)高速轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換精度較高 [1]普陀區(qū)個性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
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