逐次逼近型ADC:逐次逼近型ADC是另一種直接ADC,它也產生一系列比較電壓VR,但與并聯比較型ADC不同,它是逐個產生比較電壓,逐次與輸入電壓分別比較,以逐漸逼近的方式進行模數轉換的。逐次逼近型ADC每次轉換都要逐位比較,需要(n+1)個節拍脈沖才能完成,所以它比并聯比較型ADC的轉換速度慢,比雙分積型ADC要快得多,屬于中速ADC器件。另外位數多時,它需用的元器件比并聯比較型少得多,所以它是集成ADC中,應用較廣的一種 [5]。雙積分型ADC:屬于間接型ADC,它先對輸入采樣電壓和基準電壓進行兩次積分,以獲得與采樣電壓平均值成正比的時間間隔,同時在這個時間間隔內,用計數器對標準時鐘脈沖(C...
間接ADC是先將輸入模擬電壓轉換成時間或頻率,然后再把這些中間量轉換成數字量,常用的有中間量是時間的雙積分型ADC [5]。并聯比較型ADC:由于并聯比較型ADC采用各量級同時并行比較,各位輸出碼也是同時并行產生,所以轉換速度快是它的突出優點,同時轉換速度與輸出碼位的多少無關。并聯比較型ADC的缺點是成本高、功耗大。因為n位輸出的ADC,需要2n個電阻,(2n-1)個比較器和D觸發器,以及復雜的編碼網絡,其元件數量隨位數的增加,以幾何級數上升。所以這種ADC適用于要求高速、低分辯率的場合 [5]。當采樣率比信號頻率的兩倍還高的情況下才可能達到對原始信號的忠實還原,這一規律在采樣定理有所體現。浦...
5.通常模擬視頻接口包含CVBS接口,VGA接口以及YUV接口。模數轉換器即A/D轉換器,或簡稱ADC,通常是指一個將模擬信號轉變為數字信號的電子元件。通常的模數轉換器是將一個輸入電壓信號轉換為一個輸出的數字信號。由于數字信號本身不具有實際意義,**表示一個相對大小。故任何一個模數轉換器都需要一個參考模擬量作為轉換的標準,比較常見的參考標準為比較大的可轉換信號大小。而輸出的數字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。響應類型大多數模擬數字轉換器的響應類型為線性,這里的“線性”是指,輸出信號的大小與輸入信號的大小成線性比例。在轉換器電路設計中,一般要求非線性誤差不大于±1/2LSB。上海智能數模轉...
當D1單獨作用時,T型電阻網絡如圖9-5中的圖(a)所示,其d點左下電路的戴維寧等效如圖9-5中的圖(b)所示。同理,D2單獨作用時d點左下電路的戴維寧等效電源如圖9-5中的圖(c)所示;D3單獨作用時d點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單獨作用時轉換器的輸出分別為 [4]T型電阻網絡由于只用了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型電阻網絡也存在以下缺點:在工作過程中,T型網絡相當于一根傳輸線,從電阻開始到運放輸入端建立起穩定的電流電壓為止需要一定的傳輸時間,當輸入數字信號位數較多時,將會影響D/A轉換器的工作速度。另外...
2.主要的輸出選項是CMOS(互補金屬氧化物半導體)、LVDS(低壓差分信令),以及CML(電流模式邏輯) [2]。3.要考慮的問題包括:功耗、瞬變、數據與時鐘的變形,以及對噪聲的抑制能力 [2]。4.對于布局的考慮也是轉換輸出選擇中的一個方面,尤其當采用LVDS技術時。 當設計者有多種ADC選擇時,他們必須考慮采用哪種類型的數字數據輸出:CMOS(互補金屬氧化物半導體)、LVDS(低壓差分信令),還是CML(電流模式邏輯)。ADC中所采用的每種數字輸出類型都各有優缺點,設計者應結合自己的應用來考慮。這些因素取決于ADC的采樣速率與分辨率、輸出數據速率,以及系統設計的功率要求,等等 [2]。數...
2.主要的輸出選項是CMOS(互補金屬氧化物半導體)、LVDS(低壓差分信令),以及CML(電流模式邏輯) [2]。3.要考慮的問題包括:功耗、瞬變、數據與時鐘的變形,以及對噪聲的抑制能力 [2]。4.對于布局的考慮也是轉換輸出選擇中的一個方面,尤其當采用LVDS技術時。 當設計者有多種ADC選擇時,他們必須考慮采用哪種類型的數字數據輸出:CMOS(互補金屬氧化物半導體)、LVDS(低壓差分信令),還是CML(電流模式邏輯)。ADC中所采用的每種數字輸出類型都各有優缺點,設計者應結合自己的應用來考慮。這些因素取決于ADC的采樣速率與分辨率、輸出數據速率,以及系統設計的功率要求,等等 [2]。在...
DAC和ADC在一些處理數字信號的應用程序中非常重要。模擬信號的可理解性或者保真性都可以得到改善,通過使用ADC將模擬的輸入信號轉換為數字的形式,然后數字信號再經過“清理”,**終的數字脈沖再通過使用DAC重新轉換為模擬信號。數字量是由一位一位的數碼構成的,每個數位都**一定的權。比如,二進制數1001, 比較高位的權是23=8,此位上的代碼1表示數值1*23=8;比較低位的權是20=1,此位上的,代碼1表示數值1*20=1;其它數位均為0,因此二進制數1001就等于十進制數9。 [1]為了把一個數字量變為模擬量,必須把每一位的數碼按照權來轉換為對應的模擬量,再把各模擬量相加,這樣得到的總模擬...
混疊所有的模擬數字轉換器以每隔一定時間進行采樣的形式進行工作。因此,它們的輸出信號只是對輸入信號行為的不完全描述。在某一次采樣和下一次采樣之間的時間段,**根據輸出信號,是無法得知輸入信號的形式的。如果輸入信號以比采樣率低的速率變化,那么可以假定這兩次采樣之間的信號介于這兩次采樣得到的信號值。然而,如果輸入信號改變過快,則這樣的假設是錯誤的。如果模擬數字轉換器產生的信號在系統的后期,通過數字模擬轉換器,則輸出信號可以忠實地反映原始信號。如經過輸入信號的變化率比采樣率大得多,則是另一種情況,模擬數字轉換器輸出的這種“假”信號被稱作“混疊”。混疊信號的頻率為信號頻率和采樣率的差。例如,一個2千赫茲...
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...
當該位的值是“0”時,與地接通;當該位的值是“1”時,與輸出相加母線接通。幾路電流之和經過反饋電阻Rf產生輸出電壓。電壓極性與參考量相反。輸入端的數字量每變化1,*引起輸出相對量變化1/23=1/8,此值稱為數模轉換器的分辨率。位數越多分辨率就越高,轉換的精度也越高。工業自動控制系統采用的數模轉換器大多是10位、12位,轉換精度達0.5~0.1%。串行數模轉換串行數模轉換是將數字量轉換成脈沖序列的數目,一個脈沖相當于數字量的一個單位,然后將每個脈沖變為單位模擬量,并將所有的單位模擬量相加,就得到與數字量成正比的模擬量輸出,從而實現數字量與模擬量的轉換。數模轉換有兩種轉換方式:并行數模轉換和串行...
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...
逐次逼近型ADC:逐次逼近型ADC是另一種直接ADC,它也產生一系列比較電壓VR,但與并聯比較型ADC不同,它是逐個產生比較電壓,逐次與輸入電壓分別比較,以逐漸逼近的方式進行模數轉換的。逐次逼近型ADC每次轉換都要逐位比較,需要(n+1)個節拍脈沖才能完成,所以它比并聯比較型ADC的轉換速度慢,比雙分積型ADC要快得多,屬于中速ADC器件。另外位數多時,它需用的元器件比并聯比較型少得多,所以它是集成ADC中,應用較廣的一種 [5]。雙積分型ADC:屬于間接型ADC,它先對輸入采樣電壓和基準電壓進行兩次積分,以獲得與采樣電壓平均值成正比的時間間隔,同時在這個時間間隔內,用計數器對標準時鐘脈沖(C...
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...
轉換時間轉換時間是指A/D轉換器從轉換控制信號到來開始,到輸出端得到穩定的數字信號所經過的時間 [7]。不同類型的轉換器轉換速度相差甚遠。其中并行比較A/D轉換器的轉換速度比較高,8位二進制輸出的單片集成A/D轉換器轉換時間可達到50ns以內,逐次比較型A/D轉換器次之,它們多數轉換時間在10-50μs以內。間接A/D轉換器的速度**慢,如雙積分A/D轉換器的轉換時間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。在實際應用中,應從系統數據總的位數、精度要求、輸入模擬信號的范圍以及輸入信號極性等方面綜合考慮A/D轉換器的選用 [7]。對于高質量的D/A轉換器,要求開關電路及運算放大器所用的電源電壓發生變化時,對...
當D1單獨作用時,T型電阻網絡如圖9-5中的圖(a)所示,其d點左下電路的戴維寧等效如圖9-5中的圖(b)所示。同理,D2單獨作用時d點左下電路的戴維寧等效電源如圖9-5中的圖(c)所示;D3單獨作用時d點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單獨作用時轉換器的輸出分別為 [4]T型電阻網絡由于只用了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型電阻網絡也存在以下缺點:在工作過程中,T型網絡相當于一根傳輸線,從電阻開始到運放輸入端建立起穩定的電流電壓為止需要一定的傳輸時間,當輸入數字信號位數較多時,將會影響D/A轉換器的工作速度。另外...
當該位的值是“0”時,與地接通;當該位的值是“1”時,與輸出相加母線接通。幾路電流之和經過反饋電阻Rf產生輸出電壓。電壓極性與參考量相反。輸入端的數字量每變化1,*引起輸出相對量變化1/23=1/8,此值稱為數模轉換器的分辨率。位數越多分辨率就越高,轉換的精度也越高。工業自動控制系統采用的數模轉換器大多是10位、12位,轉換精度達0.5~0.1%。串行數模轉換串行數模轉換是將數字量轉換成脈沖序列的數目,一個脈沖相當于數字量的一個單位,然后將每個脈沖變為單位模擬量,并將所有的單位模擬量相加,就得到與數字量成正比的模擬量輸出,從而實現數字量與模擬量的轉換。在轉換器電路設計中,一般要求非線性誤差不大...
輸入時其輸出值與理想輸出值(滿量程)之間的偏差表示,一般也用LSB的份數或用偏差值相對滿量程的百分數來表示。非線性誤差D/A轉換器的非線性誤差定義為實際轉換特性曲線與理想特性曲線之間的比較大偏差,并以該偏差相對于滿量程的百分數度量。在轉換器電路設計中,一般要求非線性誤差不大于±1/2LSB。并行數模轉換數模轉換有兩種轉換方式:并行數模轉換和串行數模轉換。圖1為典型的并行數模轉換器的結構。虛線框內的數碼操作開關和電阻網絡是基本部件。通常把滿量程電壓變化的百分數與電源電壓變化的百分數之比稱為電源抑制比。靜安區通用數模轉換器推薦貨源T型電阻網絡圖9-3為T型電阻網絡4位D/A轉換器的原理圖。圖9-3...
工作溫度范圍一般情況下,影響D/A轉換精度的主要環境和工作條件因素是溫度和電源電壓變化。由于工作溫度會對運算放大器加權電阻網絡等產生影響,所以只有在一定的工作范圍內才能保證額定精度指標。較好的D/A轉換器的工作溫度范圍在-40℃~85℃之間,較差的D/A轉換器的工作溫度范圍在0℃~70℃之間。多數器件其靜、動態指標均在25℃的工作溫度下測得的,工作溫度對各項精度指標的影響用溫度系數來描述,如失調溫度系數、增益溫度系數、微分線性誤差溫度系數等。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。黃浦區優勢數模轉換器怎么樣輸入時其輸出值與理想輸出值(滿量程)之間的偏差表示...
數字量是用代碼按數位組合起來表示的,對于有權碼,每位代碼都有一定的位權。為了將數字量轉換成模擬量,必須將每1位的代碼按其位權的大小轉換成相應的模擬量,然后將這些模擬量相加,即可得到與數字量成正比的總模擬量,從而實現了數字—模擬轉換。這就是組成D/A轉換器的基本指導思想。圖11.1.1表示了4位二進制數字量與經過D/A轉換后輸出的電壓模擬量之間的對應關系。 由圖11.1.1還可看出,兩個相鄰數碼轉換出的電壓值是不連續的,兩者的電壓差由比較低碼位**的位權值決定。它是信息所能分辨的**小量,也就是我們所說的用1LSB(Least Significant Bit)表示。對應于比較大輸入數字量的最大電...
一些早期的轉換器的響應類型呈對數關系,由此來執行A-law算法或μ-law算法編碼。誤差模擬數字轉換器的誤差有若干種來源。量化錯誤和非線性誤差(假設這個模擬數字轉換器標稱具有線性特征)是任何模擬數字轉換中都存在的內在誤差。也有一種被稱作孔徑錯誤(aperture error),它是由于時鐘的不良振蕩,且常常在對時域信號數字化的過程中出現。這種誤差用一個稱為“比較低有效位”的參數來衡量。采樣率模擬信號在時域上是連續的,因此可以將它轉換為時間上連續的一系列數字信號。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。這個速率稱為轉換器的采樣率或采樣頻率。數模轉換器是將數字信號轉換為模擬信號...
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...
線性誤差線性誤差用來描述當數字量變化時,D/A轉換輸出的電模擬量按比例關系變化的程度。 模擬量輸出偏離理想輸出的最大值稱為線性誤差。溫度系數溫度系數是指在規定的范圍內,溫度每變化1℃增益、線性度、零點及偏移等參數的變化量。溫度系數直接影響轉換精度。 [1]集成的D/A轉換器的類型很多,有多種分類方法:1)按其轉換方式,可分為并行和串行兩大類;2)按生產工藝,可分為雙極型(TTL型)和CMOS型等,它們的精度和速度各不相同;3)按分辨率,可分為8位、10位、12位、16位等;4)按輸出方式,可分為電壓輸出型和電流輸出型兩類。 [1]真正的電壓比較器還會增加一些輔助電路,加強性能。松江區智能數模轉...
模擬數字轉換器即A/D轉換器,或簡稱ADC,通常是指一個將模擬信號轉變為數字信號的電子元件。通常的模數轉換器是將一個輸入電壓信號轉換為一個輸出的數字信號。由于數字信號本身不具有實際意義,**表示一個相對大小。故任何一個模數轉換器都需要一個參考模擬量作為轉換的標準,比較常見的參考標準為比較大的可轉換信號大小。而輸出的數字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小 [1]。將模擬信號轉換成數字信號的電路,稱為模數轉換器(簡稱A/D轉換器或ADC,Analog to Digital Converter),A/D轉換的作用是將時間連續、幅值也連續的模擬信號轉換為時間離散、幅值也離散的數字信號,因此,A/D轉...
混疊所有的模擬數字轉換器以每隔一定時間進行采樣的形式進行工作。因此,它們的輸出信號只是對輸入信號行為的不完全描述。在某一次采樣和下一次采樣之間的時間段,**根據輸出信號,是無法得知輸入信號的形式的。如果輸入信號以比采樣率低的速率變化,那么可以假定這兩次采樣之間的信號介于這兩次采樣得到的信號值。然而,如果輸入信號改變過快,則這樣的假設是錯誤的。如果模擬數字轉換器產生的信號在系統的后期,通過數字模擬轉換器,則輸出信號可以忠實地反映原始信號。如經過輸入信號的變化率比采樣率大得多,則是另一種情況,模擬數字轉換器輸出的這種“假”信號被稱作“混疊”。混疊信號的頻率為信號頻率和采樣率的差。例如,一個2千赫茲...
分辨率分辨率是指D/A轉換器能夠轉換的二進制位數。位數越多,分辨率越高。對一個分辨率為n位的D/A轉換器,能夠分辨的輸入信號為滿量程的1/2n。 [1]例如:8位的D/A轉換器,若電壓滿量程為5V,則能分辨的**小電壓為5V/28≈20mV, 10位的D/A轉換器,若電壓滿量程為5V,則能分辨的**小電壓為5V/210≈5mV。轉換時間圖5-2轉換時間是指D/A轉換器由數字量輸入到轉換輸出穩定為止所需的時間。轉換時間也叫隱定時間或者建立時間。當輸出的模擬量為電壓時,建立時間較長,主要是輸出運算放大器所需的時間。圖5-2中所示的ts即為轉換時間。由于工作溫度會對運算放大器加權電阻網絡等產生影響,...
模擬信號在時域上是連續的,因此可以將它轉換為時間上連續的一系列數字信號。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。這個速率稱為轉換器的采樣率(samplingrate)或采樣頻率(samplingfrequency) [2]。可以采集連續變化、帶寬受限的信號(即每隔一時間測量并存儲一個信號值),然后可以通過插值將轉換后的離散信號還原為原始信號。這一過程的精確度受量化誤差的限制。然而,*當采樣率比信號頻率的兩倍還高的情況下才可能達到對原始信號的忠實還原,這一規律在采樣定理有所體現 [2]。數模轉換器,又稱D/A轉換器,簡稱DAC,它是把數字量轉變成模擬的器件。崇明區質量數模轉換...
混疊所有的模擬數字轉換器以每隔一定時間進行采樣的形式進行工作。因此,它們的輸出信號只是對輸入信號行為的不完全描述。在某一次采樣和下一次采樣之間的時間段,**根據輸出信號,是無法得知輸入信號的形式的。如果輸入信號以比采樣率低的速率變化,那么可以假定這兩次采樣之間的信號介于這兩次采樣得到的信號值。然而,如果輸入信號改變過快,則這樣的假設是錯誤的。如果模擬數字轉換器產生的信號在系統的后期,通過數字模擬轉換器,則輸出信號可以忠實地反映原始信號。如經過輸入信號的變化率比采樣率大得多,則是另一種情況,模擬數字轉換器輸出的這種“假”信號被稱作“混疊”。混疊信號的頻率為信號頻率和采樣率的差。例如,一個2千赫茲...
可以采集連續變化、帶寬受限的信號(即每隔一時間測量并存儲一個信號值),然后可以通過插值將轉換后的離散信號還原為原始信號。這一過程的精確度受量化誤差的限制。然而,*當采樣率比信號頻率的兩倍還高的情況下才可能達到對原始信號的忠實還原,這一規律在采樣定理有所體現。由于實際使用的模擬數字轉換器不能進行完全實時的轉換,所以對輸入信號進行一次轉換的過程中必須通過一些外加方法使之保持恒定。常用的有采樣-保持電路,在大多數的情況里,通過使用一個電容器可以存儲輸入的模擬電壓,并通過開關或門電路來閉合、斷開這個電容和輸入信號的連接。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。較好的D/A轉換...
轉換時間轉換時間是指A/D轉換器從轉換控制信號到來開始,到輸出端得到穩定的數字信號所經過的時間 [7]。不同類型的轉換器轉換速度相差甚遠。其中并行比較A/D轉換器的轉換速度比較高,8位二進制輸出的單片集成A/D轉換器轉換時間可達到50ns以內,逐次比較型A/D轉換器次之,它們多數轉換時間在10-50μs以內。間接A/D轉換器的速度**慢,如雙積分A/D轉換器的轉換時間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。在實際應用中,應從系統數據總的位數、精度要求、輸入模擬信號的范圍以及輸入信號極性等方面綜合考慮A/D轉換器的選用 [7]。要考慮的問題包括:功耗、瞬變、數據與時鐘的變形,以及對噪聲的抑制能力 [2]。...
如果CCD的質量能夠滿足一定色彩位數的要求,為了獲得相應的輸出效果,就要求有相應位數的數模轉換實現數據采樣,才能獲得滿意的效果,如果CCD可以實現36位精度,卻使用了三個8位的數模轉換器,結果輸出出來就只剩下24位的數據精度了,這對于CCD是一種浪費,而如果使用三個16位的數模轉換器,是實現了48位的數據輸出,但效果與36位比較并無改善,對數模轉換器就是一種浪費了。1. 數模轉換器是將數字信號轉換為模擬信號的系統,一般用低通濾波即可以實現。數字信號先進行解碼,即把數字碼轉換成與之對應的電平,形成階梯狀信號,然后進行低通濾波。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...