D/A轉(zhuǎn)換器的主要部件是電阻開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò),通常是由輸入的二進(jìn)制數(shù)的各位控制一些開(kāi)關(guān),通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò),在運(yùn)算放大器的輸入端產(chǎn)生與二進(jìn)制數(shù)各位的權(quán)成比例的電流,這些電流經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器相加和轉(zhuǎn)換而成為與二進(jìn)制數(shù)成比例的模擬電壓。D/A轉(zhuǎn)換的原理電路如概述圖圖5-1所示,是一個(gè)足 夠精度的參考電壓,運(yùn)算放大器輸入端的各支路對(duì)應(yīng)待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的第0位、第1位、...、第n-1位。支路中的開(kāi)關(guān)由對(duì)應(yīng)的數(shù)位來(lái)控制,如果該數(shù)位位“1”,則對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)閉合;如果該數(shù)位為“0”,則對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)打開(kāi)。各輸入支路中的電阻分別為R、2R、4R、...這些電阻稱為權(quán)電阻。它們把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電模擬量,即把二進(jìn)制數(shù)字量轉(zhuǎn)換為與其數(shù)值成正比的電模擬量。 [1]對(duì)于布局的考慮也是轉(zhuǎn)換輸出選擇中的一個(gè)方面,尤其當(dāng)采用LVDS技術(shù)時(shí)。上海本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制
倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)圖9-6為倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器原理圖。由于P點(diǎn)接地、N點(diǎn)虛地,所以不論數(shù)碼D0、D1、D2、D3是0還是1,電子開(kāi)關(guān)S0、S1、S2、S3都相當(dāng)于接地。因此,圖9-6中各支路電流I0、I1、I2、I3和IR的大小不會(huì)因二進(jìn)制數(shù)的不同而改變。并且,從任一節(jié)點(diǎn)a、b、C、d向左上看的等效電阻都等于R,所以流出VR的總電流為 [4]倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)也只用了R和2R兩種阻值的電阻,但和T型電阻網(wǎng)絡(luò)相比較,由于各支路電流始終存在且恒定不變,所以各支路電流到運(yùn)放的反相輸入端不存在傳輸時(shí)間,因此具有較高的轉(zhuǎn)換速度。 [4嘉定區(qū)個(gè)性化數(shù)模轉(zhuǎn)換器私人定做在D/A轉(zhuǎn)換過(guò)程中,影響轉(zhuǎn)換精度的主要因素有失調(diào)誤差、增益誤差、非線性誤差和微分非線性誤差。
轉(zhuǎn)換精度是指D/A轉(zhuǎn)換器的實(shí)際輸出與理論值之間的誤差。轉(zhuǎn)換精度可分為***精度和相對(duì)精度。(1)***精度指對(duì)應(yīng)于給定的數(shù)字量,D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端實(shí)際測(cè)得的模擬輸出值(電流或電壓)與理論值之差。***精度由D/A轉(zhuǎn)換的增益誤差、線性誤差和噪聲等綜合因素決定。(2)相對(duì)精度指在零點(diǎn)和滿量程值校準(zhǔn)后,各種數(shù)字輸入的模擬量輸出與理論值之差,可把各種輸入的誤差畫(huà)成曲線。對(duì)線性D/A轉(zhuǎn)換而言,相對(duì)精度就是非線性度。 [1]精度一般采用數(shù)字量的比較低有效位作為衡量單位,一般取為± 1/2 LSB。例如,若是8位D/A轉(zhuǎn)換器,則轉(zhuǎn)換精度為±(1/2)*(1/256) = ± 1/512。
2.主要的輸出選項(xiàng)是CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)、LVDS(低壓差分信令),以及CML(電流模式邏輯) [2]。3.要考慮的問(wèn)題包括:功耗、瞬變、數(shù)據(jù)與時(shí)鐘的變形,以及對(duì)噪聲的抑制能力 [2]。4.對(duì)于布局的考慮也是轉(zhuǎn)換輸出選擇中的一個(gè)方面,尤其當(dāng)采用LVDS技術(shù)時(shí)。 當(dāng)設(shè)計(jì)者有多種ADC選擇時(shí),他們必須考慮采用哪種類型的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出:CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)、LVDS(低壓差分信令),還是CML(電流模式邏輯)。ADC中所采用的每種數(shù)字輸出類型都各有優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)者應(yīng)結(jié)合自己的應(yīng)用來(lái)考慮。這些因素取決于ADC的采樣速率與分辨率、輸出數(shù)據(jù)速率,以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功率要求,等等 [2]。這些因素取決于ADC的采樣速率與分辨率、輸出數(shù)據(jù)速率,以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功率要求,等等 [2]。
N比特電阻分壓型DAC需要2N個(gè)電阻,電流舵DAC則需要2N-1個(gè)電流單元。電阻分壓型數(shù)模轉(zhuǎn)換器利用電阻對(duì)基準(zhǔn)電壓VREF分壓產(chǎn)生1LSB的電壓,I LSB=VREF/2N,電流舵DAC由單位電流IO流過(guò)電阻負(fù)載RL產(chǎn)生的壓降IO*RL產(chǎn)生1LSB的電壓,所以電流舵DAC中的IO和位數(shù)以及RL的大小決定了VouT的幅度,VouT=(2N- I ) *RL*IO 。很明顯,圖5的兩種數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓特性均為單調(diào)性的。兩種數(shù)模轉(zhuǎn)換器的微分非線性誤差(DNL)均由單個(gè)器件的精度所決定,所以DNL會(huì)比較小,假設(shè)單元電流IO的標(biāo)準(zhǔn)偏差(Standard Deviation)為σ(I),則DNL大小為σ(I)/IO,而INL和流到RL上的單元電流個(gè)數(shù)n有關(guān),INL大小為n1/2* σ(I)/IO數(shù)字信號(hào)先進(jìn)行解碼,即把數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電平,形成階梯狀信號(hào),然后進(jìn)行低通濾波。虹口區(qū)智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器量大從優(yōu)
對(duì)于雙極性D/A轉(zhuǎn)換,理想值為負(fù)域滿量程。上海本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制
DAC主要由數(shù)字寄存器、模擬電子開(kāi)關(guān)、位權(quán)網(wǎng)絡(luò)、求和運(yùn)算放大器和基準(zhǔn)電壓源(或恒流源)組成。用存于數(shù)字寄存器的數(shù)字量的各位數(shù)碼,分別控制對(duì)應(yīng)位的模擬電子開(kāi)關(guān),使數(shù)碼為1的位在位權(quán)網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生與其位權(quán)成正比的電流值,再由運(yùn)算放大器對(duì)各電流值求和,并轉(zhuǎn)換成電壓值 [1]。根據(jù)位權(quán)網(wǎng)絡(luò)的不同,可以構(gòu)成不同類型的DAC,如權(quán)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(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC的轉(zhuǎn)換精度取決于基準(zhǔn)電壓VREF,以及模擬電子開(kāi)關(guān)、運(yùn)算放大器和各權(quán)電阻值的精度。它的缺點(diǎn)是各權(quán)電阻的阻值都不相同,位數(shù)多時(shí),其阻值相差甚遠(yuǎn),這給保證精度帶來(lái)很大困難,特別是對(duì)于集成電路的制作很不利,因此在集成的DAC中很少單獨(dú)使用該電路 [1]。上海本地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器批量定制
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一些早期的轉(zhuǎn)換器的響應(yīng)類型呈對(duì)數(shù)關(guān)系,由此來(lái)執(zhí)行A-law算法或μ-law算法編碼。誤差模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差有若干種來(lái)源。量化錯(cuò)誤和非線性誤差(假設(shè)這個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器標(biāo)稱具有線性特征)是任何模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換中都存在的內(nèi)在誤差。也有一種被稱作孔徑錯(cuò)誤(aperture error),它是由于時(shí)鐘的不良振蕩,且常常在對(duì)時(shí)域信號(hào)數(shù)字化的過(guò)程中出現(xiàn)。這種誤差用一個(gè)稱為“比較低有效位”的參數(shù)來(lái)衡量。采樣率模擬信號(hào)在時(shí)域上是連續(xù)的,因此可以將它轉(zhuǎn)換為時(shí)間上連續(xù)的一系列數(shù)字信號(hào)。這樣就要求定義一個(gè)參數(shù)來(lái)表示新的數(shù)字信號(hào)采樣自模擬信號(hào)速率。這個(gè)速率稱為轉(zhuǎn)換器的采樣率或采樣頻率。并且把理想的輸入輸出特性的偏差與滿刻...