DAC主要由數字寄存器、模擬電子開關、位權網絡、求和運算放大器和基準電壓源(或恒流源)組成。用存于數字寄存器的數字量的各位數碼,分別控制對應位的模擬電子開關,使數碼為1的位在位權網絡上產生與其位權成正比的電流值,再由運算放大器對各電流值求和,并轉換成電壓值 [1]。根據位權網絡的不同,可以構成不同類型的DAC,如權電阻網絡DAC、R–2R倒T形電阻網絡DAC和單值電流型網絡DAC等。權電阻網絡DAC的轉換精度取決于基準電壓VREF,以及模擬電子開關、運算放大器和各權電阻值的精度。它的缺點是各權電阻的阻值都不相同,位數多時,其阻值相差甚遠,這給保證精度帶來很大困難,特別是對于集成電路的制作很不利,因此在集成的DAC中很少單獨使用該電路 [1]。如N位D/A轉換器,其分辨率為1/(2^N-1)。虹口區加工數模轉換器工廠直銷
倒T型電阻網絡圖9-6為倒T型電阻網絡D/A轉換器原理圖。由于P點接地、N點虛地,所以不論數碼D0、D1、D2、D3是0還是1,電子開關S0、S1、S2、S3都相當于接地。因此,圖9-6中各支路電流I0、I1、I2、I3和IR的大小不會因二進制數的不同而改變。并且,從任一節點a、b、C、d向左上看的等效電阻都等于R,所以流出VR的總電流為 [4]倒T型電阻網絡也只用了R和2R兩種阻值的電阻,但和T型電阻網絡相比較,由于各支路電流始終存在且恒定不變,所以各支路電流到運放的反相輸入端不存在傳輸時間,因此具有較高的轉換速度。 [4青浦區個性化數模轉換器推薦貨源它由若干個相同的R、2R網絡節組成,每節對應于一個輸入位。節與節之間串接成倒T形網絡。
2. 模數轉換器是將模擬信號轉換成數字信號的系統,是一個濾波、采樣保持和編碼的過程。模擬信號經帶限濾波,采樣保持電路,變為階梯形狀信號,然后通過編碼器,使得階梯狀信號中的各個電平變為二進制碼。3. 比較器是將兩個相差不是很小的電壓進行比較的系統。**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是無窮大。而在沒有反饋的條件下,運算放大器在線性區的輸入動態范圍很小,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,就實現了電壓比較功能。
轉換精度1、分辨率A/D轉換器的分辨率以輸出二進制(或十進制)數的位數來表示。它說明A/D轉換器對輸入信號的分辨能力。從理論上講,n位輸出的A/D轉換器能區分2n個不同等級的輸入模擬電壓,能區分輸入電壓的**小值為滿量程輸入的1/2n。在比較大輸入電壓一定時,輸出位數愈多,分辨率愈高。例如A/D轉換器輸出為8位二進制數,輸入信號比較大值為5V,那么這個轉換器應能區分出輸入信號的**小電壓為19.53mV [6]。2、轉換誤差轉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轉換器實際輸出的數字量和理論上的輸出數字量之間的差別。常用比較低有效位的倍數表示。例如給出相對誤差不大于±LSB/2,這就表明實際輸出的數字量和理論上應得到的輸出數字量之間的誤差小于比較低位的半個字 [6]。許多模擬數字轉換集成電路在內部就已經包含了這樣的采樣-保持子系統 [2]。
8.有效位數(ENOB):實際數模轉換器的SNDRREaL會小于理想情況,由上面的公式反推可以得到:ENOB= ( SNDRREAL.-1.76 ) /6.02 。9.總諧波失真(THD):所有階諧波的總能量稱為總諧波失真(單位為 dB )10.建立時間:輸入二進制碼切換時,輸出電壓建立到一定精度范圍內所需要的時間,通常精度取0.5LSB,該性能反映了數模轉換器的速度11.毛刺能量:輸入切換時在輸出呈現的短時間脈沖,成為毛刺,毛刺能量用該毛刺的面積表征,單位為pS*V。Unary電流舵數模轉換器的分析方式和電阻分壓類型數模轉換器分析方式類似,圖5左邊是二比特的電阻分壓DAC,圖5右是二比特電流舵數模轉換器。前者需要2-4譯碼器來控制開關選擇某個分壓點的電壓作為轉換器輸出,而后者則需要二進制到溫度計碼的轉換電路,二進制輸入每增加‘1',流到負載RL的電流就會多IO。 [1]這樣就要求定義一個參數來表示新的數字信號采樣自模擬信號速率。嘉定區個性化數模轉換器生產企業
D/A轉換器的轉換精度與D/A轉換器的集成芯片的結構和接口電路配置有關。虹口區加工數模轉換器工廠直銷
即0111...111到1000 ...000之間的轉換,此時所有電流單元開關都有開/關互換的動作。假設單個電流單元的標準偏差為σ(I),根據統計學原理,可以簡單的求得**差DNL為(2N _1)1/2*σ(I)/IOo。 INL偏差和Unary數模轉換器是一樣的。分段組合由前面的分析可知Unary譯碼方式比二進制權重方式能夠實現更高的精度,但是其數字譯碼電路的復雜性以及功耗在高分辨率的要求下是以2的指數的方式增大,所以變的難以接受。對于更高精度的數模轉換器,一般用兩種方式相結合的方式來實現,即分段組合法方式(Segmented Architecture)。其中MSB部分由Unary方式來實現,達到高分辨率,LSB部分由Binary Weighted方式來實現,以節省Digital部分的面積。虹口區加工數模轉換器工廠直銷
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