常用模数转换器型号 模数转换器种类

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dac是什么

数模转换器,又称D/A转换器,简称DAC,它是把数字量转变成模拟的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成,即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器,模数转换器即A/D转换器,简称ADC,它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。 扩展资料 DAC

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常用模数转换器型号 模数转换器种类


一种将二进制数字量形式的离散信号转换成以标准量(或参考量)为基准的模拟量的转换器,简称 DAC数模转换器或D/A 转换器。

最常见的数模转换器是将并行二进制的'数字量转换为直流电压或直流电流,它常用作过程控制计算机系统的输出通道,与执行器相连,实现对生产过程的自动控制。数模转换器电路还用在利用反馈技术的模数转换器设计中。

DAC主要由数字寄存器、模拟电子开关、位权网络、求和运算放大器和基准电压源(或恒流源)组成。用存于数字寄存器的数字量的各位数码,分别控制对应位的模拟电子开关,使数码为1的位在位权网络上产生与其位权成正比的电流值,再由运算放大器对各电流值求和,并转换成电压值。

简述数模器件和模数器件间的区别

数模转换器,又称D/A转换器,简称DAC,它是把数字量转变成模拟的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成,即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器,模数转换器即A/D转换器,简称ADC,它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。

1.1 积分型模数转换器

积分型模数转换器称双斜率或多斜率数据转换器,是应用最为广泛的转换器类型。典型的是双斜率转换器,我们就以其为例说明积分型模数转换器的工作原理。双斜率转换器包括两个主要部分:一部分电路采样并量化输入电压,产生一个时域间隔或脉冲序列,再由一个计数器将其转换为数字量输出。

双斜率转换器由1个带有输入切换开关的模拟积分器、1个比较器和1个计数单元构成。积分器对输入电压在固定的时间间隔内积分,该时间间隔通常对应于内部计数单元的地数。时间到达后将计数器复位并将积分器输入连接到反板性(负)参考电压。在这个反极性信号作用下,积分器被“反向积分”直到输出回到零,并使计数器终止,积分器复位。

积分型模数转换器的采样速度和带宽都非常低,但它们的精度可以做得很高,并且抑制高频噪声和固定的低频干扰(如50Hz或60Hz)的能力,使其对于嘈杂的工业环境以及不要求高转换速率的应用有用(如热电偶输出的量化)。

1.2 逐次逼近型模数转换器

逐次逼近型转换器包括1个比较器、1个数模转换器、1个逐次逼近寄存器(SAR)和1个逻辑控制单元,如图2所法。转换中的逐次逼近是按对分原理,由控制逻辑电路完成的。其大致过程如下:启动转换后,控制逻辑电路首先把逐次逼近寄存器的位置1,其它位置0,逐次逼近寄存器的这个内容经数模转换后得到约为满量程输出一半的电压值。这个电压值在比较器中与输入信号进行比较。比较器的输出反馈到数模转换器,并在下一次比较前对其进行修正。在逻辑控制电路的时钟驱动下,逐次逼近寄存器不断进行比较和移位作,直到完成有效位(LSB)的转换。这时逐次逼近寄存器的各位值均已确定,逐次逼近转换完成。

由于逐次逼近型模数转换器在1个时钟周期内只能完成1位转换。N位转换需要N个时钟周期,故这种模数转换器采样速率不高,输入带宽也较低。它的优点是原理简单,便于实现,不存在延迟问题,适用于中速率而分辨率要求较高的场合。

1.3 闪烁型模数转换器

与一般模数转换器相比,闪烁型模数转换器速度是最快的。由于不用逐次比较,它对N位数据不是转换N次,而是只转换一次,所以速度大为提高。图3所示为N位闪烁型模数转换器的原理。转换器内有一定参考电压,模拟输入信号被同时加到2N-1个锁存比较器。每个比较器的参考电压由电阻网络构成的分压器引出,其参考电压比下一个比较器的参考电压高一个有效位。当模拟信号输入时,风参考电压比模拟信号低的那些比较器均输出高电平(逻辑1),反之输出低电平(逻辑0)。这样得到的数码称之为温度计码。该码被加到译码逻辑电路,然后送到二进制数据输出驱动器上的输出寄存器.

闪烁型模数转换器结构图

尽管闪烁型转换器具有极快的速度(1GHz的采样速率),但其分辨率受限于管芯尺寸、过大的输入电容以及数量巨大的比较器所产生的功率消耗。结构重复的并行比较器之间还要求精密地匹配,因此任何失配都会造成静态误,如使输入失调电压(或电流)增大。

闪烁型模数转换器还易产生离散的、不确定的输出,即所谓的“闪烁码”。闪烁码主要有两个来源:2N-1个比较器的亚稳态及温度计编码气泡;不匹配的比较器延迟会使逻辑1变为逻辑0(或反之),如同温度计中出现了一个气泡。由于模数转换器中的编码单元无法识别这种错误,经过编码后的输出同样会出现“闪烁”。

闪烁型模数转换器的另外一个考虑因素是管芯尺寸。一个8位闪烁型转换器比同等位数的流水线模数转换器要大将近7倍。如果与流水线结构作进一步的比较,闪烁型转换器的输入电容和功率消耗分别要高出6倍和2倍。

1.4 ∑-Δ型模数转换器

∑- Δ转换器又称为过采样转换器。这种转换器由∑-Δ调制器及连接及其后的数字滤波器构成,如图4所示。调制器的结构近似于双斜率模数转换器,包括1个积分器和1个比较器,以及含有1个1位数模转换器的反馈环。这个内置的数模转换器仅仅是一个开关,它将积分器输入切换到一个正或负参考电压。∑-Δ模数转换器还包括一个时钟单元,为调制和数字滤波器提供适当的定时。窄带信号送入∑-Δ模数转换器后被以非常低的分辨率(1位)进行量化,但采样频率却非常高。经过数字滤波处理后,这种过采样被降低到一个比较低的采样率;同时模数转换器的分辨率(即动态范围)被提高到16位或更高。

尽管∑-Δ模数转换器采样速率较低,且限于比较窄的输入带宽,但在模数转换器市场上仍占据了很重要的位置。它具有三个主要优势:

低价格、高性能(高分辨率);

集成化的数字滤波;

与DSP技术兼容,便于实现系统集成。

2 流水线模数转换器

从上面对几种常用模数转换器的介绍不难看出,它们都存在这样或那样的不足,而流水线结构(或称为子区式)的模数转换器是更为高效和强大的模数转换器。它能够提供高速、高分辨率的模数转换,并且具有令人满意的低功率消耗和很小的芯片尺寸(意味着低价格);经过合理的设计,还可以提供优异的动态特性。

流水线模数转换器的功能框图如图5所示。这种结构的模数转换器采用多个低精度的闪烁型模数转换器采样信号进行分级量化,然后将各级的量化结果组合起来,构成一个高精度的量化输出。每一级由采样/保持电路(T/H)、低分辨率模数转换器和数模转换器以及求和电路构成,求和电路还包括可提供增益的级间放大器。一个N位分辨率的流水线模数转换器完成一次采样的程序大致如下:

首级电路的采样/保持器地输入信号采样后先由一个M位分辨率的粗模数转换器对输入进行量化,接着用一个至少N位精度的乘积型数模转换器(MDAC)产生一个对应于量化结果的模拟电平送至求和电路。求和电路从输入信号中扣除此模拟电平,并将值放大某一固定增益后送交下一级电路处理。经过L级这样的处理后,由一个较高精度的K位精细模数转换器对残余信号进行转换。将上述各级粗、细A模数的输出组合起来构成高精度的N位输出。为了便于纠正重叠误,流水线各级电路都留有冗余位,即满足:

L×M+K>N

其中,L为级数(制造商各有不同),M为各级中模数转换器电路的粗分辨率。K为精细模数转换器级的细分辨率,而N就是流水模数转换器的总分辨率。

流水线模数转换器中各级电路分别有自己的跟踪/保持电路,因此,当信号传递给次级电路后本级电路的跟踪/保持器就可释放出来处理下一次采样。这样就提高了整个电路的吞吐能力,一次采样可在一个时钟周期内完成。为了补偿不理想的边界效应,如温度漂移或乘积型数模转换器中电容的失配,部分流水模块转换器还配有校正单元。该单元通常用于流水线的多级(并非所有)电路中,利用两个校正码使乘积型数模转换器输出幅度等于VREF的跃变,任何与此跃变偏离的结果都会被测量到。各级转换器的误被采集起来并存储到内部存储器中,正常工作时再将结果从RAM中取回并分别对流水线各环节的增益和乘积型数模转换器的电容失配进行补偿。

总之,流水线结构简化了模数转换器的设计,并具有以下优点:

每一线的冗余位优化了重叠误的纠正;

每一级具有各自的采样/保持放大器,前一级电路的采/保可以释放出来用于处理下一次采样,因此允许流水线各级同时对多个采样进行处理;

更低的功率消耗;

更高的采样速度,价格更低,所需设计时间更少,难度更小;

很少有比较器进入亚稳态,从根本上消除了闪烁码温度计气泡。

但同时,流水线模数转换器也存在一些缺点:

复杂基准电路和偏置结构;

输入信号必须穿过数级电路,造成流水延迟;

同步所有输出需要严格的锁存定时;

对工艺缺隐较敏感,会影响增益非线性、失调及其它参数;

与其它转换技术相比,对印制板布线更敏感。

但是,合理地设计多层印制板线能够克服上述许多不利因素,外部元件的选择和选用适当型号的流水线模数转换器(包括内部级间增益和误失配校准)也能提高系统的性能。

什么是A/D、D/A转换器?它们的作用是什么?

A/D转换器称为模数转换器,可以将模拟信号转换成数字信号的电路。

A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,因此,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中,这些过程有的是合并进行的,例如,取样和保持,量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。

数模转换器,又称D/A转换器,简称DAC。一种将二进制数字量形式的离散信号转换成以标准量(或参考量)为基准的模拟量的转换器,作用是把数字量转变成模拟的器件。

扩展资料:

模数转换的方法从转换原理来分可分为直接法和间接法两大类:

1、直接法是直接将电压转换成数字量。

它用数模网络输出的一套基准电压,从高位起逐位与被测电压反复比较,直到二者达到或接近平衡。直接逐位比较型转换器是一种高速的数模转换电路,转换精度很高,但对干扰的抑制能力较,常用提高数据放大器性能的方法来弥补。它在计算机接口电路中用得最普遍。

2、间接法不将电压直接转换成数字,而是首先转换成某一中间量,再由中间量转换成数字。

常用的有电压-时间间隔(V/T)型和电压-频率(V/F)型两种,其中电压-时间间隔型中的双斜率法(又称双积分法)用得较为普遍。

参考资料来源:

参考资料来源:

在工业控制过程中,它是控制系统与微机之间不可缺少的接口方式。要实现自动控制,就要检测有关参数,A/D转换器,把检测到的电压或电流信号(模拟量)转换成计算机能够识别的等效数字量,这些数字量经过计算机处理后输出结果,通过D/A转换器变为电压或电流信号,送到执行机构,达到控制某种过程的目的。

什么是a/d转换器,其ic型号是什么

一、什么是a/d、d/a转换:

随着数字技术,特别是信息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,og

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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

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converter);a/d转换器和d/a转换器已成为信息系统中不可缺俚慕涌诘缏贰?br>

为确保系统处理结果的度,a/d转换器和d/a转换器必须具有足够的转换精度;如果要实现快速变化信号的实时控制与检测,a/d与d/a转换器还要求具有较高的转换速度。转换精度与转换速度是衡量a/d与d/a转换器的重要技术指标。随着集成技术的发展,现已研制和生产出许多单片的和混合集成型的a/d和d/a转换器,它们具有愈来愈先进的技术指标。

二、d/a和a/d转换器的相关性能参数:

d/a转换器是把数字量转换成模拟量的线性电路器件,已做成集成芯片。由于实现这种转换的原理和电路结构及工艺技术有所不同,因而出现各种各样的d/a转换器。目前,国外市场已有上百种产品出售,他们在转换速度、转换精度、分辨率以及使用价值上都各具特色。

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,一般采用数字量的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,但是实际上是有误的,模拟输出偏离理想输出的值称为线性误。

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。

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