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數模轉換
圖片來自百度

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。D/A轉換器基本上由4個部分組成,即權電阻網絡運算放大器、基準電源和模擬開關模數轉換器中一般都要用到數模轉換器,模數轉換器即A/D轉換器,簡稱ADC,它是把連續的模擬信號轉變為離散的數字信號的器件。

簡介

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(或恆流源)組成。用存於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,並轉換成電壓值 [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的轉換精度取決於基準電壓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,特別是對於集成電路的製作很不利,因此在集成的DAC中很少單獨使用該電路 。 它由若干個相同的R、2R網絡節組成,每節對應於一個輸入位。節與節之間串接成倒T形網絡。R–2R倒T形電阻網絡DAC是工作速度較快、應用較多的一種。和權電阻網絡比較,由於它只有R、2R兩種阻值,從而克服了權電阻阻值多,且阻值差別大的缺點 。 電流型DAC則是將恆流源切換到電阻網絡中,恆流源內阻極大,相當於開路,所以連同電子開關在內,對它的轉換精度影響都比較小,又因電子開關大多採用非飽和型的ECL開關電路,使這種DAC可以實現高速轉換,轉換精度較高 。 ]]最常見的數模轉換器是將並行二進制的數字量轉換為直流電壓直流電流,它常用作過程控制[[計算機系統的輸出通道,與執行器相連,實現對生產過程自動控制。數模轉換器電路還用在利用反饋技術的模數轉換器設計中。

評價

數字量是用代碼按數位組合起來表示的,對於有權碼,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,然後將這些模擬量相加,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。 表示了4位二進制數字量與經過D/A轉換後輸出的電壓模擬量之間的對應關係。 兩個相鄰數碼轉換出的電壓值是不連續的,兩者的電壓差由最低碼位代表的位權值決定。它是信息所能分辨的最小量,也就是我們所說的用1LSB(Least Significant Bit)表示。對應於最大輸入數字量的最大電壓輸出值(絕對值),用FSR(Full Scale Range)表示。 D/A轉換器由數碼寄存器、模擬電子開關電路、解碼網絡、求和電路及基準電壓幾部分組成。數字量以串行或並行方式輸入、存儲於數碼寄存器中,數字寄存器輸出的各位數碼,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權值成正比的電流值,再由求和電路將各種權值相加,即得到數字量對應的模擬量。

視頻

數模轉換的基本原理

嗶哩嗶哩

參考文獻