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          美國(guó)仙童fairchild轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)

          2018-3-9  閱讀(787)

          美國(guó)仙童fairchild轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)

          積分型AD工作原理是將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間(脈沖寬度信號(hào))或頻率(脈沖頻率),然后由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器獲得數(shù)字值。其優(yōu)點(diǎn)是用簡(jiǎn)單電路就能獲得高分辨率,但缺點(diǎn)是由于轉(zhuǎn)換精度依賴(lài)于積分時(shí)間,因此轉(zhuǎn)換速率極低。初期的單片AD轉(zhuǎn)換器大多采用積分型,現(xiàn)在逐次比較型已逐步成為主流。逐次比較型AD由一個(gè)比較器和DA轉(zhuǎn)換器通過(guò)逐次比較邏輯構(gòu)成,從MSB開(kāi)始,順序地對(duì)每一位將輸入電壓與內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較,經(jīng)n次比較而輸出數(shù)字值。其電路規(guī)模屬于中等。其優(yōu)點(diǎn)是速度較高、功耗低,在低分辯時(shí)價(jià)格很高。

          并行比較型AD采用多個(gè)比較器,僅作一次比較而實(shí)行轉(zhuǎn)換,又稱(chēng)FLash(快速)型。由于轉(zhuǎn)換速率*,n位的轉(zhuǎn)換需要2n-1個(gè)比較器,因此電路規(guī)模也極大,價(jià)格也高,只適用于視頻AD轉(zhuǎn)換器等速度特別高的領(lǐng)域。串并行比較型AD結(jié)構(gòu)上介于并行型和逐次比較型之間,zui典型的是由2個(gè)n/2位的并行型AD轉(zhuǎn)換器配合DA轉(zhuǎn)換器組成,用兩次比較實(shí)行轉(zhuǎn)換,所以稱(chēng)為Half flash(半快速)型。還有分成三步或多步實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的叫做分級(jí)(Multistep/Subrangling)型AD,而從轉(zhuǎn)換時(shí)序角度又可稱(chēng)為流水線(xiàn)(Pipelined)型AD,現(xiàn)代的分級(jí)型AD中還加入了對(duì)多次轉(zhuǎn)換結(jié)果作數(shù)字運(yùn)算而修正特性等功能。這類(lèi)AD速度比逐次比較型高,電路規(guī)模比并行型小。

          比較器、1位DA轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器等組成。原理上近似于積分型,將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間(脈沖寬度)信號(hào),用數(shù)字濾波器處理后得到數(shù)字值。電路的數(shù)字部分基本上容易單片化,因此容易做到高分辨率。主要用于音頻和測(cè)量。電容陣列逐次比較型AD在內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器中采用電容矩陣方式,也可稱(chēng)為電荷再分配型。一般的電阻陣列DA轉(zhuǎn)換器中多數(shù)電阻的值必須一致,在單芯片上生成高精度的電阻并不容易。如果用電容陣列取代電阻陣列,可以用低廉成本制成高精度單片AD轉(zhuǎn)換器。zui近的逐次比較型AD轉(zhuǎn)換器大多為電容陣列式的。

          美國(guó)仙童fairchild轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)

          壓頻變換型(Voltage-Frequency Converter)是通過(guò)間接轉(zhuǎn)換方式實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的。其原理是首先將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率,然后用計(jì)數(shù)器將頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。從理論上講這種AD的分辨率幾乎可以無(wú)限增加,只要采樣的時(shí)間能夠滿(mǎn)足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個(gè)數(shù)的寬度。其優(yōu)點(diǎn)是分辯率高、功耗低、價(jià)格低,但是需要外部計(jì)數(shù)電路共同完成AD轉(zhuǎn)換。分辯率(Resolution) 指數(shù)字量變化一個(gè)zui小量時(shí)模擬信號(hào)的變化量,定義為滿(mǎn)刻度與2n的比值。分辯率又稱(chēng)精度,通常以數(shù)字信號(hào)的位數(shù)來(lái)表示。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(xiàn)與無(wú)限分辯率AD(理想AD)的轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)(直線(xiàn))之間的zui大偏差。通常是1 個(gè)或半個(gè)zui小數(shù)字量的模擬變化量,表示為1LSB、1/2LSB。

          偏移誤差(Offset Error) 輸入信號(hào)為零時(shí)輸出信號(hào)不為零的值,可外接電位器調(diào)至zui小??潭日`差(Full Scale Error) 滿(mǎn)度輸出時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)與理想輸入信號(hào)值之差。線(xiàn)性度(Linearity) 實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線(xiàn)的zui大偏移,不包括以上三種誤差。其他指標(biāo)還有:精度(Absolute Accuracy) ,相對(duì)精度(Relative Accuracy),微分非線(xiàn)性,單調(diào)性和無(wú)錯(cuò)碼,總諧波失真(Total Harmonic Distotortion縮寫(xiě)THD)和積分非線(xiàn)性。DA轉(zhuǎn)換器DA轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部電路構(gòu)成無(wú)太大差異,一般按輸出是電流還是電壓、能否作乘法運(yùn)算等進(jìn)行分類(lèi)。大多數(shù)DA轉(zhuǎn)換器由電阻陣列和n個(gè)電流開(kāi)關(guān)(或電壓開(kāi)關(guān))構(gòu)成。按數(shù)字輸入值切換開(kāi)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(shuō)來(lái),由于電流開(kāi)關(guān)的切換誤差小,大多采用電流開(kāi)關(guān)型電路,電流開(kāi)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(kāi)關(guān)型電路為直接輸出電壓型DA轉(zhuǎn)換器。

          美國(guó)仙童fairchild轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)

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