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(dòng)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(jiǎn)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(duì)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。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。崇明區(qū)通用數(shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)
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(duì)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(duì)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(shí)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(shí),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(shí)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(shí),會(huì)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(shí),D/A轉(zhuǎn)換就產(chǎn)生錯(cuò)誤。浦東新區(qū)加工數(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。
將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路,稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC,Analog to Digital Converter);將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)快速變化信號(hào)的實(shí)時(shí)控制與檢測(cè),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。
模擬信號(hào)在時(shí)域上是連續(xù)的,因此可以將它轉(zhuǎn)換為時(shí)間上連續(xù)的一系列數(shù)字信號(hào)。這樣就要求定義一個(gè)參數(shù)來表示新的數(shù)字信號(hào)采樣自模擬信號(hào)速率。這個(gè)速率稱為轉(zhuǎn)換器的采樣率(samplingrate)或采樣頻率(samplingfrequency) [2]??梢圆杉B續(xù)變化、帶寬受限的信號(hào)(即每隔一時(shí)間測(cè)量并存儲(chǔ)一個(gè)信號(hào)值),然后可以通過插值將轉(zhuǎn)換后的離散信號(hào)還原為原始信號(hào)。這一過程的精確度受量化誤差的限制。然而,*當(dāng)采樣率比信號(hào)頻率的兩倍還高的情況下才可能達(dá)到對(duì)原始信號(hào)的忠實(shí)還原,這一規(guī)律在采樣定理有所體現(xiàn) [2]。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)。
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(chǔ)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(duì)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(duì)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)對(duì)于布局的考慮也是轉(zhuǎn)換輸出選擇中的一個(gè)方面,尤其當(dāng)采用LVDS技術(shù)時(shí)。寶山區(qū)質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)
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。崇明區(qū)通用數(shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)
當(dāng)D1單獨(dú)作用時(shí),T型電阻網(wǎng)絡(luò)如圖9-5中的圖(a)所示,其d點(diǎn)左下電路的戴維寧等效如圖9-5中的圖(b)所示。同理,D2單獨(dú)作用時(shí)d點(diǎn)左下電路的戴維寧等效電源如圖9-5中的圖(c)所示;D3單獨(dú)作用時(shí)d點(diǎn)左下電路的戴維南等效電源如圖9-5中的圖(d)所示。故D1、D2、D3單獨(dú)作用時(shí)轉(zhuǎn)換器的輸出分別為 [4]T型電阻網(wǎng)絡(luò)由于只用了R和2R兩種阻值的電阻,因此其精度易于提高,也便于制造集成電路。但是,T型電阻網(wǎng)絡(luò)也存在以下缺點(diǎn):在工作過程中,T型網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于一根傳輸線,從電阻開始到運(yùn)放輸入端建立起穩(wěn)定的電流電壓為止需要一定的傳輸時(shí)間,當(dāng)輸入數(shù)字信號(hào)位數(shù)較多時(shí),將會(huì)影響D/A轉(zhuǎn)換器的工作速度。另外,電阻網(wǎng)絡(luò)作為轉(zhuǎn)換器參考電壓VR的負(fù)載電阻將會(huì)隨二進(jìn)制數(shù)D的不同有所波動(dòng),參考電壓的穩(wěn)定性可能因此受到影響。所以實(shí)際中,常用下面的倒T型D/A轉(zhuǎn)換器。崇明區(qū)通用數(shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)
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