簡(jiǎn)述模數轉換器方案的原理

　    模數轉換器的概念：

　　模數轉換器即A/D轉換器，或簡(jiǎn)稱(chēng)ADC，通常是指一個(gè)將模擬信號轉變?yōu)閿底中盘柕碾娮釉?。通常的模數轉換器是把經(jīng)過(guò)與標準量比較處理后的模擬量轉換成以二進(jìn)制數值表示的離散信號的轉換器。故任何一個(gè)模數轉換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉換的標準，比較常見(jiàn)的參考標準為最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。

　　數模轉換器的基本原理：

　　將輸入的每一位二進(jìn)制代碼按其權的大小轉換成相應的模擬量，然后將代表各位的模擬量相加，所得的總模擬量就與數字量成正比，這樣便實(shí)現了從數字量到模擬量的轉換。

　　為二進(jìn)制數按位權轉換成的十進(jìn)制數值。

　　數模轉換器的分類(lèi)及特點(diǎn)：

　　根據位權網(wǎng)絡(luò )的不同，可以構成不同類(lèi)型的DAC，如權電阻網(wǎng)絡(luò )DAC、R-2R倒T形電阻網(wǎng)絡(luò )DAC和單值電流型網(wǎng)絡(luò )DAC等。

　　權電阻網(wǎng)絡(luò )DAC 的轉換精度取決于基準電壓VREF，以及模擬電子開(kāi)關(guān)、運算放大器和各權電阻值的精度。它的缺點(diǎn)是各權電阻的阻值都不相同，位數多時(shí)，其阻值相差甚遠，這給保證精度帶來(lái)很大困難，特別是對于集成電路的制作很不利，因此在集成的 DAC 中很少單獨使用該電路。

　　它由若干個(gè)相同的R、2R網(wǎng)絡(luò )節組成， 每節對應于一個(gè)輸入位。節與節之間串接成倒T形網(wǎng)絡(luò )。R-2R倒T形電阻網(wǎng)絡(luò )DAC是工作速度較快、 應用較多的一種。和權電阻網(wǎng)絡(luò )比較，由于它只有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(diǎn)。

　　電流型DAC則是將恒流源切換到電阻網(wǎng)絡(luò )中，恒流源內阻極大，相當于開(kāi)路，所以連同電子開(kāi)關(guān)在內，對它的轉換精度影響都比較小，又因電子開(kāi)關(guān)大多采用非飽和型的ECL開(kāi)關(guān)電路，使這種DAC可以實(shí)現高速轉換，轉換精度較高。

　　數模轉換器的主要參數：

　　1、分辨率

　　D/A轉換器的分辨率用最小分辨電壓 VLSB和滿(mǎn)量程輸出電壓VFSV的比值來(lái)表示

　　2、轉換精度

　　在 D/A 轉換器中，一般用轉換誤差來(lái)描述轉換精度。由于 D/A 轉換器的各個(gè)環(huán)節在參數和性能上與理論值之間不可避免地存在著(zhù)差異，因此，D/A 轉換器的實(shí)際輸出電壓與理想輸出電壓值之間并不完全一致。D/A 轉換器的轉換誤差是指在穩態(tài)工作時(shí)，實(shí)際模擬輸出值和理想輸出值之間的最大偏差。轉換誤差一般用最低有效位的倍數決定。

　　偏移誤差是指 D/A 轉換器輸出模擬量的實(shí)際起始數值與理想起始數值之差，一般由運算放大器的零點(diǎn)漂移引起，在設計D/A轉換電路時(shí)，為了減少偏移誤差，應選用低漂移的運算放大器。

　　3、轉換速度

　　D/A 轉換器的轉換速度通常用建立時(shí)間 tset來(lái)描述。建立時(shí)間 tset 指從輸入數據改變到輸出進(jìn)入規定的誤差范圍(一般為±1/2LSB)所需的最大時(shí)間。因為輸入數字量變化越大，建立時(shí)間越長(cháng)，所以，數據手冊中一般給出從全 0 到全1 時(shí)的建立時(shí)間。普通 D/A 轉換器的建立時(shí)間為幾到幾百微秒，如 AD7520 的 建立時(shí)間為 1μs;高速 D/A 轉換器的建立時(shí)間小于幾微秒，如 AD9708 的建立時(shí)間為 35ns。

　　小結：

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