d/a转换器的主要参数:
衡量一个d/a转换器的性能的主要参数有:
(1)分辨率
是指d/a转换器能够转换的二进制数的位数,位数多分辨率也就越高 。
(2)转换时间
指数字量输入到完成转换,输出达到最终值并稳定为止所需的时间 。电流型d/a转换较快,一般在几ns到几百ns之间 。电压型d/a转换较慢,取决于运算放大器的响应时间 。
(3)精度
指d/a转换器实际输出电压与理论值之间的误差,一般采用数字量的最低有效位作为衡量单位 。
(4)线性度
当数字量变化时,d/a转换器输出的模拟量按比例关系变化的程度 。理想的d/a转换器是线性的,但是实际上是有误差的,模拟输出偏离理想输出的最大值称为线性误差 。
a/d转换器的功能是把模拟量变换成数字量 。由于实现这种转换的工作原理和采用工艺技术不同,因此生产出种类繁多的a/d转换芯片 。a/d转换器按分辨率分为4位 。6位 。8位 。10位 。14位 。16位和bcd码的31/2位 。51/2位等 。按照转换速度可分为超高速(转换时间≤330ns),次超高速(330~3.3μs),高速(转换时间3.3~333μs),低速(转换时间>330μs)等 。a/d转换器按照转换原理可分为直接a/d转换器和间接a/d转换器 。所谓直接a/d转换器,是把模拟信号直接转换成数字信号,如逐次逼近型,并联比较型等 。其中逐次逼近型a/d转换器,易于用集成工艺实现,且能达到较高的分辨率和速度,故目前集成化a/d芯片采用逐次逼近型者多;间接a/d转换器是先把模拟量转换成中间量,然后再转换成数字量,如电压/时间转换型(积分型),电压/频率转换型,电压/脉宽转换型等 。其中积分型a/d转换器电路简单,抗干扰能力强,切能作到高分辨率,但转换速度较慢 。有些转换器还将多路开关 。基准电压源 。时钟电路 。译码器和转换电路集成在一个芯片内,已超出了单纯a/d转换功能,使用十分方便 。
数模转换器的性能指标D/A转换器的主要特性指标包括以下几方面: D/A转换器的转换精度与D/A转换器的集成芯片的结构和接口电路配置有关 。如果不考虑其他D/A转换误差时,D/A的转换精度就是分辨率的大小,因此要获得高精度的D/A转换结果,首先要保证选择有足够分辨率的D/A转换器 。同时D/A转换精度还与外接电路的配置有关,当外部电路器件或电源误差较大时,会造成较大的D/A转换误差,当这些误差超过一定程度时,D/A转换就产生错误 。
在D/A转换过程中,影响转换精度的主要因素有失调误差、增益误差、非线性误差和微分非线性误差 。一般情况下,影响D/A转换精度的主要环境和工作条件因素是温度和电源电压变化 。由于工作温度会对运算放大器加权电阻网络等产生影响,所以只有在一定的工作范围内才能保证额定精度指标 。
较好的D/A转换器的工作温度范围在-40℃~85℃之间,较差的D/A转换器的工作温度范围在0℃~70℃之间 。多数器件其静、动态指标均
在25℃的工作温度下测得的,工作温度对各项精度指标的影响用温度系数来描述,如失调温度系数、增益温度系数、微分线性误差温度系数等 。D/A转换器的输入与输出传递特性曲线的斜率称为D/A转换增益或标度系数,实际转换的增益与理想增益之间的偏差称为增益误差(或称标度误差) 。增益误差在消除失调误差后用满码 。
输入时其输出值与理想输出值(满量程)之间的偏差表示,一般也用LSB的份数或用偏差值相对满量程的百分数来表示 。串行数模转换是将数字量转换成脉冲序列的数目,一个脉冲相当于数字量的一个单位,然后将每个脉冲变为单位模拟量,并将所有的单位模拟量相加,就得到与数字量成正比的模拟量输出,从而实现数字量与模拟量的转换 。
随着数字技术,特别是计算机技术的飞速发展与普及,在现代控制、通信及检测等领域,为了提高系统的性能指标,对信号的处理广泛采用了数字计算机技术 。由于系统的实际对象往往都是一些模拟量(如温度、压力、位移、图像等),要使计算机或数字仪表能识别、处理这些信号,必须首先将这些模拟信号转换成数字信号;而经计算机分析、处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信号才能为执行机构所接受 。这样,就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路--模数和数模转换器 。
将模拟信号转换成数字信号的电路,称为模数转换器(简称A/D转换器或ADC,Analog to Digital Converter);将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器(简称D/A转换器或DAC,Digital to Analog Converter);A/D转换器和D/A转换器已成为计算机系统中不可缺少的接口电路 。
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