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轉(zhuǎn)換速率(Conversion Rate)是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的AD轉(zhuǎn)換所需的時間的倒數(shù)。積分型AD的轉(zhuǎn)換時間是毫秒級屬低速AD,逐次比較型AD是微秒級屬中速AD,全并行/串并行型AD可達到納秒級。采樣時間則是另外一個概念,是指兩次轉(zhuǎn)換的間隔。
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為了保證轉(zhuǎn)換的正確完成,采樣速率(Sample Rate)必須小于或等于轉(zhuǎn)換速率。因此有人習慣上將轉(zhuǎn)換速率在數(shù)值同于采樣速率也是可以接受的。常用單位是ksps和Msps,表示每秒采樣千/百萬次(kilo / Million Samples per Second)。
3)量化誤差(Quantizing Error) 由于AD的有限分辯率而引起的誤差,即有限分辯率AD的階梯狀轉(zhuǎn)移特性曲線與無限分辯率AD(理想AD)的轉(zhuǎn)移特性曲線(直線)之間的 偏差。通常是1 個或半個 數(shù)字量的模擬變化量,表示為1LSB、1/2LSB。
4)偏移誤差(Offset Error) 輸入信號為零時輸出信號不為零的值,可外接電位器調(diào)至 。
5)滿刻度誤差(Full Scale Error) 滿度輸出時對應(yīng)的輸入信號與理想輸入信號值之差。
6)線性度(Linearity) 實際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的 偏移,不包括以上三種誤差。
其他指標還有:絕對精度(Absolute Accuracy) ,相對精度(Relative Accuracy),微分非線性,單調(diào)性和無錯碼,總諧波失真(Total Harmonic Distotortion縮寫THD)和積分非線性。
3. DA轉(zhuǎn)換器
DA轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部電路構(gòu)成無太大差異,一般按輸出是電流還是電壓、能否作乘法運算等進行分類。大多數(shù)DA轉(zhuǎn)換器由電阻陣列和n個電流開關(guān)(或電壓開關(guān))構(gòu)成。按數(shù)字輸入值切換開關(guān),產(chǎn)生比例于輸入的電流(或電壓)。此外,也有為了改善精度而把恒流源放入器件內(nèi)部的。一般說來,由于電流開關(guān)的切換誤差小,大多采用電流開關(guān)型電路,電流開關(guān)型電路如果直接輸出生成的電流,則為電流輸出型DA轉(zhuǎn)換器。此外,電壓開關(guān)型電路為直接輸出電壓型DA轉(zhuǎn)換器。
1)電壓輸出型(如TLC5620)
電壓輸出型DA轉(zhuǎn)換器雖有直接從電阻陣列輸出電壓的,但一般采用內(nèi)置輸出放大器以低阻抗輸出。直接輸出電壓的器件僅用于高阻抗負載,由于無輸出放大器部分的延遲,故常作為高速DA轉(zhuǎn)換器使用。
2)電流輸出型(如THS5661A)
電流輸出型DA轉(zhuǎn)換器很少直接利用電流輸出,大多外接電流—電壓轉(zhuǎn)換電路得到電壓輸出,后者有兩種方法:一是只在輸出引腳上接負載電阻而進行電流—電壓轉(zhuǎn)換,二是外接運算放大器。用負載電阻進行電流—電壓轉(zhuǎn)換的方法,雖可在電流輸出引腳上出現(xiàn)電壓,但必須在規(guī)定的輸出電壓范圍內(nèi)使用,而且由于輸出阻抗高,所以一般外接運算放大器使用。此外,大部分CMOSDA轉(zhuǎn)換器當輸出電壓不為零時不能正確動作,所以必須外接運算放大器。當外接運算放大器進行電流電壓轉(zhuǎn)換時,則電路構(gòu)成基本上與內(nèi)置放大器的電壓輸出型相同,這時由于在DA轉(zhuǎn)換器的電流建立時間上加入了達算放入器的延遲,使響應(yīng)變慢。此外,這種電路中運算放大器因輸出引腳的內(nèi)部電容而容易起振,有時必須作相位補償。
3)乘算型(如AD7533)
DA轉(zhuǎn)換器中有使用恒定基準電壓的,也有在基準電壓輸入上加交流信號的,后者由于能得到數(shù)字輸入和基準電壓輸入相乘的結(jié)果而輸出,因而稱為乘算型DA轉(zhuǎn)換器。乘算型DA轉(zhuǎn)換器一般不僅可以進行乘法運算,而且可以作為使輸入信號數(shù)字化地衰減的衰減器及對輸入信號進行調(diào)制的調(diào)制器使用。 [1]
4)一位DA轉(zhuǎn)換器
一位DA轉(zhuǎn)換器與前述轉(zhuǎn)換方式全然不同,它將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為脈沖寬度調(diào)制或頻率調(diào)制的輸出,然后用數(shù)字濾波器作平均化而得到一般的電壓輸出(又稱位流方式),用于音頻等場合。
4. DA轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標:
1)分辯率(Resolution) 指 模擬輸出量(對應(yīng)數(shù)字量僅 位為‘1’)與 量(對應(yīng)數(shù)字量所有有效位為‘1’)之比。
2)建立時間(Setting Time) 是將一個數(shù)字量轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定模擬信號所需的時間,也可以認為是轉(zhuǎn)換時間。DA中常用建立時間來描述其速度,而不是AD中常用的轉(zhuǎn)換速率。一般地,電流輸出DA建立時間較短,電壓輸出DA則較長。
其他指標還有線性度(Linearity),轉(zhuǎn)換精度,溫度系數(shù)/漂移
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