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2018-3-9 閱讀(870)
美國仙童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)換成時間(脈沖寬度信號)或頻率(脈沖頻率),，然后由定時器/計數(shù)器獲得數(shù)字值。其優(yōu)點是用簡單電路就能獲得高分辨率,，但缺點是由于轉(zhuǎn)換精度依賴于積分時間,，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由一個比較器和DA轉(zhuǎn)換器通過逐次比較邏輯構(gòu)成，從MSB開始,，順序地對每一位將輸入電壓與內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器輸出進行比較,，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)點是速度較高、功耗低,，在低分辯時價格很高,。
并行比較型AD采用多個比較器，僅作一次比較而實行轉(zhuǎn)換,，又稱FLash(快速)型,。由于轉(zhuǎn)換速率*，n位的轉(zhuǎn)換需要2n-1個比較器,，因此電路規(guī)模也極大,，價格也高，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，用兩次比較實行轉(zhuǎn)換,，所以稱為Half flash(半快速)型,。還有分成三步或多步實現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的叫做分級（Multistep/Subrangling）型AD，而從轉(zhuǎn)換時序角度又可稱為流水線（Pipelined）型AD,，現(xiàn)代的分級型AD中還加入了對多次轉(zhuǎn)換結(jié)果作數(shù)字運算而修正特性等功能,。這類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)換成時間(脈沖寬度)信號,，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）是通過間接轉(zhuǎn)換方式實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的,。其原理是首先將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成頻率,，然后用計數(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限增加,，只要采樣的時間能夠滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個數(shù)的寬度,。其優(yōu)點是分辯率高、功耗低,、價格低,，但是需要外部計數(shù)電路共同完成AD轉(zhuǎn)換。分辯率(Resolution) 指數(shù)字量變化一個zui小量時模擬信號的變化量,，定義為滿刻度與2n的比值,。分辯率又稱精度，通常以數(shù)字信號的位數(shù)來表示,。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)移特性曲線與無限分辯率AD（理想AD）的轉(zhuǎn)移特性曲線（直線）之間的zui大偏差。通常是1 個或半個zui小數(shù)字量的模擬變化量,，表示為1LSB,、1/2LSB。
偏移誤差(Offset Error) 輸入信號為零時輸出信號不為零的值,，可外接電位器調(diào)至zui小,。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,。線性度(Linearity) 實際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的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,。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,。
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