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簡略介紹數字電路中的數模(DAC)/模數(ADC)轉化器

發布時間:2020-04-20 10:30:16     瀏覽:4125

由于數字電路抗干擾優于模仿電路;電路結構簡略;操控精度高且準確;同時易于開發和實現;成本低廉;運用方便等特點。所以數字電路在現今許多數字電路電子產品中,如家電、航空、交通、通信、醫療、自動化操控等范疇廣泛運用。而在數字電路中,常見到數模(DAC/模數(ADC)集成轉化器電路。

數字電路處理的信號是離散的(斷續改變的),但是大量受控終端執行與反應是模仿量(連續改變的),如溫度、壓力、流量、速度等。以便于運算與操控,這就需要將數字信號轉化成模仿量;模仿量轉化成數字信號兩種相對應的電路。即數模(DAC/模數(ADC)轉化器。

數模(DAC)轉化器作用是,將數字電路的輸出的數字信號轉化成模仿信號的一種集成電路。

它有基準電源、數字寄存器(接納并寄存由處理器發來的二進制代碼)、模仿電子開關、權電阻網絡、求和運算放大器,以及抗干擾、防溫度漂移、增益和失調補償等組成。

如前期的5G7520數模(DAC)轉化器,輸入10位;權電阻網絡選用倒T形和CMOS開關

分辯率和精度是衡量數模(DAC)轉化器最重要目標。

數模(DAC)轉化器分辯率: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

n=10,分辯率≈1‰

假設滿刻度輸出電壓為10V,(X9~X0)二進制代碼由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。

數模(DAC)轉化器精度:數模(DAC)轉化器實踐輸出電壓與理論值之間的誤差。

影響的因素有:內部電子元器件的參數的精確度、穩定性、工作環境等

尋求高分辯率,即輸入位越多,理論上可行,但實踐情況是,當內部電子元器件數量增多,相同的電子元器件的參數等同度、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≤?最小輸出電壓增量。

模數(ADC)轉化器作用是,將來自外部受控終端的模仿量轉化成數字信號的一種集成電路。

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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(ADC)轉化器中心部分。

采樣電路是在周期的采樣脈沖操控下,完結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,采樣到的幅值經量化和編碼電路后,輸出n位二進制數字量。

要使ADC輸出n位二進制數字量接近于模仿量,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的精確度、穩定性、工作環境是關鍵。

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;計數型。

并行比較型特點:轉化速度快,但比較器數量多,對于n位數字量輸出需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:因選用雙積分轉化,所以速度較慢,轉化成果、精度不受積分器的RC改變而影響。適用于工業外表。

計數型特點:電路簡略,輸出的數字量始終跟蹤輸入模仿量的改變。轉化速度最慢(n位需2?-1時鐘周期),為加快速度,采納添加一個可逆計數。

跟著電子器件結構性的改變,上述量化和編碼電路較慢類型將會得到明顯的改進。

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