da转换器的工作原理
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,如果经电流椀缪棺缓笫涑觯蛭缪故涑鲂?/FONT>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。
1)电压输出型(如TLC5620)
电压输出型DA转换器虽有直接从电阻阵列输出电压的,但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载,由于无输出放大器部分的延迟,故常作为高速DA转换器使用。
2)电流输出型(如THS5661A)
电流输出型DA转换器很少直接利用电流输出,大多外接电流—电压转换电路得到电压输出,后者有两种方法:一是只在输出引脚上接负载电阻而进行电流—电压转换,二是外接运算放大器。用负载电阻进行电流—电压转换的方法,虽可在电流输出引脚上出现电压,但必须在规定的输出电压范围内使用,而且由于输出阻抗高,所以一般外接运算放大器使用。此外,大部分CMOS DA转换器当输出电压不为零时不能正确动作,所以必须外接运算放大器。当外接运算放大器进行电流电压转换时,则电路构成基本上与内置放大器的电压输出型相同,这时由于在DA转换器的电流建立时间上加入了达算放入器的延迟,使响应变慢。此外,这种电路中运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振,有时必须作相位补偿。
3)乘算型(如AD7533)
DA转换器中有使用恒定基准电压的,也有在基准电压输入上加交流信号的,后者由于能得到数字输入和基准电压输入相乘的结果而输出,因而称为乘算型DA转换器。乘算型DA转换器一般不仅可以进行乘法运算,而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入信号进行调制的调制器使用。
4)一位DA转换器
一位DA转换器与前述转换方式全然不同,它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出,然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出(又称位流方式),用于音频等场合。
4. DA转换器的主要技术指标:
1)分辩率(Resolution) 指最小模拟输出量(对应数字量仅最低位为‘1’)与最大量(对应数字量所有有效位为‘1’)之比。
2)建立时间(Setting Time) 是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间,也可以认为是转换时间。DA中常用建立时间来描述其速度,而不是AD中常用的转换速率。一般地,电流输出DA建立时间较短,电压输出DA则较长。
其他指标还有线性度(Linearity),转换精度,温度系数/漂移。
在单片机应用系统中,需要对一些模拟信号(如电流、电流、温度、压力等)进行检测,将模拟信号转换为数字信号,称为A/D转换。
单片机应用系统也需要模拟量输出,去控制系统中的执行机构,构成控制系统。将计算机中的数字信号转换为模拟信号,称为D/A 转换。
A/D转换器把模拟量→数字量,以便于单片机进行数据处理。 A/D转换器的种类很多,主要有:计数式、逐次逼近式和双积分式等转换器。
双积分式ADC:主要优点是转换精度高,抗干扰性能好,价格便宜。缺点是转换速度较慢,这种转换器主要用于速度要求不高的场合。
逐次逼近式ADC:是速度较快,精度较高的转换器,转换时间约在几μs到几百μs之间。
逐次比较型A/D转换器,在精度、速度和价格上都适中,是最常用的A/D转换器。
A/D转换器按照输出数字量分为4位、8位、10位、12位、14位、16位输出。除并行输出A/D转换器外,还有SPI和I2C等串行接口的A/D转换器。
SPI接口:TI的TLC549(8位)、TLC1549(10位)和TLC2543(12位)等。 I2C接口:ADI的AD9484(8位)、AD7291(12位) ,以及 PCF8591,等。
现在部分的单片机片内集成了A/D转换器,在片内A/D转换器不能满足需要,还是需外扩展。
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,比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。
逐次比较型(如TLC0831)
逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低,在低分辨率(12位)时价格很高。
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。
3. 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,如果经电流椀缪棺缓笫涑觯蛭缪故涑鲂?/FONT>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。
1)电压输出型(如TLC5620)
电压输出型DA转换器虽有直接从电阻阵列输出电压的,但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载,由于无输出放大器部分的延迟,故常作为高速DA转换器使用。
2)电流输出型(如THS5661A)
电流输出型DA转换器很少直接利用电流输出,大多外接电流—电压转换电路得到电压输出,后者有两种方法:一是只在输出引脚上接负载电阻而进行电流—电压转换,二是外接运算放大器。用负载电阻进行电流—电压转换的方法,虽可在电流输出引脚上出现电压,但必须在规定的输出电压范围内使用,而且由于输出阻抗高,所以一般外接运算放大器使用。此外,大部分CMOS DA转换器当输出电压不为零时不能正确动作,所以必须外接运算放大器。当外接运算放大器进行电流电压转换时,则电路构成基本上与内置放大器的电压输出型相同,这时由于在DA转换器的电流建立时间上加入了达算放入器的延迟,使响应变慢。此外,这种电路中运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振,有时必须作相位补偿。
3)乘算型(如AD7533)
DA转换器中有使用恒定基准电压的,也有在基准电压输入上加交流信号的,后者由于能得到数字输入和基准电压输入相乘的结果而输出,因而称为乘算型DA转换器。乘算型DA转换器一般不仅可以进行乘法运算,而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入信号进行调制的调制器使用。
4)一位DA转换器
一位DA转换器与前述转换方式全然不同,它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出,然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出(又称位流方式),用于音频等场合。
4. DA转换器的主要技术指标:
1)分辩率(Resolution) 指最小模拟输出量(对应数字量仅最低位为‘1’)与最大量(对应数字量所有有效位为‘1’)之比。
2)建立时间(Setting Time) 是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间,也可以认为是转换时间。DA中常用建立时间来描述其速度,而不是AD中常用的转换速率。一般地,电流输出DA建立时间较短,电压输出DA则较长。
其他指标还有线性度(Linearity),转换精度,温度系数/漂移。
a\/d转换器功能介绍?
A\/D转换器的原理主要包括四个步骤:取样、保持、量化和编码。取样是从连续时间信号中获取离散时间样本的过程。保持则是在取样后,将取样值保持一段时间,以确保后续处理过程中数据的稳定性。量化是将连续幅度的取样值近似为最接近的数字值的过程。最后,编码是将量化后的值转换为二进制代码,以供数字系统...
a\/d转换器功能介绍?
为了更好地理解A\/D转换器的工作原理,我们需要了解它的四个步骤。首先是取样,这个步骤是指将连续变化的模拟信号转换为离散的采样值。接下来是保持,这个步骤是指在采样期间保持模拟信号的值不变。然后是量化,这个步骤是指将采样值转换为数字值。最后是编码,这个步骤是指将数字值转换为二进制编码。总之...
A\/D转换器的功能是什么?
A\/D转换器,即模数转换器,其核心功能在于将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。这一过程实现了信号从模拟世界到数字世界的跨越,为现代电子系统的数据处理和传输提供了基础。在工作原理上,A\/D转换器主要采用两种转换方法:直接法和间接法。直接法通过数模网络产生一套基准电压,与被测电压从高位到...
PLC 中的模拟量AD 与DA
一、A\/D转换器的工作原理 在电子系统中,A\/D转换器是一种将连续变化的模拟信号转换成离散的数字信号的重要组件。它主要采用三种方法:逐次逼近法、双积分法、电压频率转换法。逐次逼近法通过从高位到低位逐位试探比较,实现快速转换。此法的转换过程包括初始化、逐位试探比较、转换结束输出数字量等步骤。
D A转换器的工作原理是什么?
D\/A转换器的工作原理可以分为以下几个步骤。首先,首级电路中的采样\/保持器对输入信号进行取样。取样后的信号由一个分辨率达到m位的粗A\/D转换器进行量化处理。这个量化过程将连续的输入信号转换成离散的数字信号。接下来,量化结果被传递至一个至少具有n位精度的乘积型数模转换器(MDAC)。MDAC的功能是...
A\/D转换器的功能有什么?
A\/D转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的电路,其主要功能包括将时间连续、幅值连续的模拟量转换为时间离散、幅值离散的数字信号。在汽车领域中,ECU(电子控制单元)不能直接识别和处理传感器输出的模拟信号,因此需要经过A\/D转换器将模拟信号转换为数字信号后才能输入ECU进行处理。A\/D转换器的工作原理...
a\/d转换器的作用是什么?
A\/D转换器是电路中的核心组件,它在模拟信号与数字信号之间扮演着桥梁的角色,也被称为模数转换器或ADC。其核心功能是将模拟信号经过精确采样和比较,转化为一系列二进制数字信号,这对于数字信号处理至关重要。具体来说,A\/D转换器的工作原理是周期性地获取输入模拟信号的样本,然后与预先设定的标准数字...
A\/D转换器的作用是什么?
在取样阶段,转换器会在特定时间点捕捉模拟信号的值;保持阶段则确保在转换进行期间信号值保持稳定;量化是将连续的模拟值近似为离散的数字值;最后的编码步骤则是将这些数字值转换为适合数字系统处理的格式。在汽车电子控制单元(ECU)中,A\/D转换器的工作原理尤为重要。由于ECU无法直接处理来自传感器的模拟...
A\/D转换器作用是什么?
在汽车领域,A\/D转换器的作用是将数字信号转换为模拟信号。具体而言,它需要经过取样、保持、量化和编码四个过程。在实际电路中,有些过程可能会合并在一起,例如取样和保持,以及量化和编码。A\/D转换器也称为模数转换器,其原理是将离散的数字信号转换为以标准量或参考量为基准的模拟信号。模数转换的...
简述ad,da转换器的基本定义和基本原理是什么?
A\/D转换器:将模拟信号转换成数字信号的电路叫做模\/数转换电路,简称A\/D转换器。这两类电路常用于计算机与模拟系统的接口电路中。D\/A转换器的基本原理:对于有权码,先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量,然后相加,即可得到与数字量成正比的总模拟量,从而实现从数字到模拟信号的转换。A\/D...