什么是A/D、D/A转换,A/D、D/A转换器分辨率是怎么衡量或者说表达的。

供稿:hz-xin.com     日期:2025-01-08
什么是D/A转换器,它有哪些主要指标?简述其含义?

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),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。
主要技术指标
1、分辨率(Resolution)指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量,定义为满刻度与2的n次方的比值。
2、转换速率(ConversionRate)指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。
3、量化误差(QuantizingError)由于AD的有限分辩率而引起的误差,即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD(理想AD)的转移特性曲线(直线)之间的最大偏差。通常是1个或半个最小数字量的模拟变化量,表示为1LSB、1/2LSB。
4、偏移误差(OffsetError)输入信号为零时输出信号不为零的值,可外接电位器调至最小。
5、满刻度误差(FullScaleError)满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。
6、线性度(Linearity)实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移,不包括以上三种误差。


DA转换器
DA转换器的内部电路构成无太大差异,一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。大多数DA转换器由电阻阵列和n个电流开关(或电压开关)构成。按数字输入值切换开关,产生比例于输入的电流或电压。
此外,也有为了改善精度而把恒流源放入器件内部的。一般说来,由于电流开关的切换误差小,大多采用电流开关型电路,电流开关型电路如果直接输出生成的电流,则为电流输出型DA转换器。此外,电压开关型电路为直接输出电压型DA转换器。

模拟数字转换器的分辨率是指,对于允许范围内的模拟信号,它能输出离散数字信号值的个数。这些信号值通常用二进制数来存储,因此分辨率经常用比特作为单位,且这些离散值的个数是2的幂指数。例如,一个具有8位分辨率的模拟数字转换器可以将模拟信号编码成256个不同的离散值(因为2^8= 256),从0到255(即无符号整数)或从-128到127(即带符号整数),至于使用哪一种,则取决于具体的应用。

分别是数模转换,和模数转换
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).
模数转换器是连接模拟和数字世界的一个重要接口。A/D转换器将现实世界的模拟信号变换成数字位流以进行处理、传输及其他操作。
A/D转换器的选择是至关重要的。所选择的A/D转换器应能确保模拟信号在数字位流中被准确地表示,并提供一个具有任何必需的数字信号处理功能的平滑接口,这一点很重要。
目前的高速A/D转换器已被应用于各种仪表、成像以及通信领域中。对用户而言,所有这些应用都有着相似的要求,即以较低的价格实现更高的性能。

在选择高速A/D转换器时,设计师必须考虑下面几个因素:
● 终端系统的要求
● 成本
● 分辨率或精度
● 速度
● 性能
对终端系统要求的清晰了解将简化A/D转换器的选择过程。在某些场合,它可以把所需考虑的选择参数限制为屈指可数的几个。例如,很多超声波应用采用的是每个通道需要一个A/D的数字光束成形系统。对于一个具有多达256个通道的系统而言,具有多通道和低功耗的A/D转换器是一个合适的选择。

对于8进制A/D转换器来说,超声波应用是主要的终端应用。位于A/D之后的DSP或ASIC所使用的电源电压也是必需加以考虑的。越来越多的高速A/D将采用3V、2.5V和1.8V的工作电源。价格是始终需要考虑的因素。如今的转换器设计师正在制作性价比更为优越的A/D。

速度与分辨率的关系
目前的高速A/D最初是按速度和分辨率进行分类的。转换器的速度是指A/D能够进行转换的取样速率或每秒的取样数量。对于高速A/D来说,速度以百万取样每秒(Msps)为计量单位。
分辨率是指转换器能够复制的位数精度:分辨率越高,则结果越精确。分辨率以位来计量。目前市场上的高速A/D的分辨率为8~16位,速度为2~4Gsps。速度和分辨率始终是一对矛盾。分辨率的增加通常会导致可实现速度的降低。
如今的A/D设计师拥有更快的处理方法和更多的架构以便从中选择有助于解决速度和分辨率这一对矛盾的转换器:目前已有16位 20 Msps、10位 300 Msps和8位 1Gsps的A/D。高速A/D的常用架构有闪存型(flash)、半闪存型(semi-flash)、SAR型和流水线型四种。
SAR型 A/D通常具有10~16位的分辨率。SAR的架构基于一个比较器。若要获得n位的分辨率,逐次逼近转换器就必须执行n次比较器操作,并把每一次的结果都存储在寄存器中。一个12位转换器需要12个时钟周期来完成一次转换。这种转换器的优点是硅片尺寸小、功耗低且精度高。缺点是取样速度慢,输入带宽低。
闪存型A/D的分辨率被限制为8位。闪存型A/D的架构基于比较器组,总共有2n-1个比较器。一个8位A/D需要256个比较器。闪存型A/D可并行执行多个转换,因此能达到非常高的速度。闪存型A/D的优点是高输入带宽和非常高的速度(达到1~4Gsps)。缺点是功耗大、输入电容大且分辨率低。
流水线型A/D可提供12~16位分辨率。流水线型A/D由无数个连续的级组成,每一级都包括一个跟踪/保持(T/H)电路、一个低分辨率A/D和D/A以及一个包含用于提供增益的级间放大器的加法电路。流水线型A/D的优点在于功耗低,取样速率能达到100~300Msps。缺点是这种A/D要求50%的占空因数以及最小的时钟频率。
一旦确定了合适的速度/分辨率组合,设计师仍然能够从市场上的几百种A/D中选出最合适的一个。对终端应用更为深入的了解将揭示对附加性能的要求。用于评定A/D的最常用性能参数如下:
● 信噪比(SNR)
● 信号与噪声加失真之和之比(SINAD)
● 无寄生动态范围(SFDR)
● 差分线性误差(DNL或DLE)
● 积分线性误差(INL或ILE)
● 有效位数(ENOB)
● 增益误差
● 功耗

成像应用
医学成像应用通常要求取样速率高于40Msps的10~12位A/D。高端应用可能要求更高的分辨率:14~16位。A/D的性能对于图像质量是至关重要的。对于DBF超声波应用而言,其目标是以最小的功耗和最低的成本提供最佳的图像质量。
ENOB是用于评价图像质量的一个关键参数。对于一个10位转换器而言,ENOB越接近10,图像的再现质量越好。关注的频率通常在10~20MHz之间。观察A/D的ENOB与频率的关系曲线(见图1),理想的情况是曲线在所关注的带宽内保持平坦。
如果未提供曲线,则可根据SINAD与频率的关系曲线以及下面的公式推导出ENOB与频率的关系:6.02n + 1.76 = SINAD,这里,n代表ENOB。例如:图1中的曲线示出了一个10位A/D(SPT7883)的SINAD性能。在10和20MHz条件下计算出的SINAD值分别为60dB和59dB。解出方程中的n值,即可得出10MHz和20MHz时的ENOB分别为9.67和9.5。

仪表应用
数据采集应用需要取样速率高于20Msps的14~16位A/D。一般而言,仪表应用采用了品种更加繁多的数据转换器。转换器的选择对终端应用的依存程度很高。
例如,取样示波器对电压输入进行取样并绘出一幅输出波形。在这种情况下,8~10位的分辨率便足够了,但是需要更高的速度(>20Msps),以便能以更快的速度进行取样。为精确地显示电压,精度、偏移增益和线性度也是关键因素。

通信应用
通信应用需要取样速率高于80Msps的12~14位A/D。A/D对复杂的波形进行数字化,这样,利用一个DSP或ADIC就能执行解调操作。通常采用两个A/D对正交信号进行取样,以抽取用于处理的I和Q信号分量。
在基带取样应用中,转换器的动态性能并不重要,这是因为被抽样的是低频和带限信号。由于信号分量是直流,因此诸如增益和偏移等技术参数是重要的。例如,如果基带转换器具有较大的直流偏差,这将表现为直接叠加在有用信号上的未调制载波。如果信号足够大,它将完全阻断所需的载波。
A/D的INL和DNL性能也会限制接收机的性能。通常情况下,DNL被认为是产生A/D量化噪声的根源之一。但是,在很小的信号电平(位于或接近接收机的基准信号灵敏度)下,DNL误差会在A/D中导致视在增益误差,从而引发高达6dB的误差。基带A/D可以是低成本、低功耗和低取样速率的器件。
在IF取样应用中,所有的RF信号都被转换成较低的频率以便于检波。大多数2G、2.5G和3G应用的IF频率均介于150~250MHz之间。A/D必须具有较快的时钟速率和非常宽的输入带宽。
SNR和SFDR也是至关重要的规格。WCDMA应用采用一个多载波平台以同时对几百个信号进行数字化。重要的是转换器不能产生干扰有用信号的寄生信号。这些寄生信号可能表现为谐波或交调分量,它们将导致接收机性能的劣化。

A/D转换是将模拟信号数字化,D/A转换是将数字信号转换为模拟信号。

http://www.eda121.com/Article/jswzh/qtd/200905/1538.html
参考下,希望能帮到你

a\/d是什么意思
如果是计算机中的应该是指A\/D转换.A指的是模拟信号,D指的是数字信号.具体点儿说,就是通过硬件获取了一些电压高低变化之类的信息,转换成用数字表示的信息.就比如说,有一段电路,是正常的交流电压,可以把高压当成1,把低...

a\/d是什么意思
A\/D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),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...

什么叫A\/D转换器
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。A\/D转换要经过取样、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...

在数据处理系统中在什么情况下要用到A\/D与D\/A转换器,并说明它们的主要参...
数据处理系统大都是数字系统,对数字信号进行处理和运算,但是数据来源并不都是数字信号,很多都是模拟信号,所以数字系统无法对模拟信号进行处理的情况下需要用到A\\D转换,将连续变化的模拟信号转换成为数字信号以供数字系统处理和运算,处理运算之后根据结果去控制外设设备,有些设备又是需要模拟信号去控制的...

电工A\/D是啥
电工A\/D是模拟数字转换器,即A\/D转换器,或简称ADC,通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义,仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准,比较常见的参考...

AD和DA转换是什么意思
DA转换是指数模转换,将数字信号转换为模拟信号。 需要注意的指标是:转换范围,转换精度,转换时间。为了保证系统处理结果的准确性,A \/ D转换器和D \/ A转换器必须具有足够的转换精度; 如果需要实时控制和检测快速变化的信号,则还要求A \/ D和D \/ A转换器具有更高的转换速度。 转换精度和转换速度...

电容有移相作用,那移相具体是什么作用?
能够对波的相位进行调整的一种装置。任何传输介质对在其中传导的波动都会引入相移,这是早期模拟移相器的原理;现代电子技术发展后利用A\/D、D\/A转换实现了数字移相,顾名思义,它是一种不连续的移相技术,但特点是移相精度高。在R-C串联电路中,若输入电压是正弦波,则电路中各处的电压、电流都是...

A\/D转换名词解释
A\/D转化电路,亦称“模拟数字转换器”,简称“模数转换器”。将模拟量或连续变化的量进行量化(离散化),转换为相应的数字量的电路。A\/D变换包含三个部分:抽样、量化和编码。一般情况下,量化和编码是同时完成的。 抽样是将模拟信号在时间上离散化的过程; 量化是将模拟信号在幅度上离散化的过程; ...

A\/D样品是什么意思
A\/D样品是作为同类物品的标准或代表的物品的意思。ad的第一层意思是广告,也是我们最常见的,比如某某公司开展了一种活动,吸引人们来购买,通常会在里面加上ad等字眼。它其实是advertisement的缩写形式。如果我们看到后者的话,还是同一个意思。ad的第二层意思是一种病,即阿尔茨海默病,就是老年痴呆...

什么是d\/p、d\/a?
D\/P和D\/A是国际贸易中的两种常见支付术语。D\/P即“付款交单”。这是一种常见的国际贸易结算方式,卖方在装运货物后准备所有相关单据,然后将单据交给银行。买方在收到单据后,需要支付相应的货款,付清之后才能取得单据,从而提取货物。通过这种方式,卖方能够保证其收到货款的权益。在这种交易中,单据的...