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AD和DA转换器的仿真

AD和DA转换器的仿真
AD和DA转换器的仿真

通信原理课程设计报告

级电子信息工程专业

姓名:

班级:

学号:

一、设计题目:A/D和D/A转换器的仿真

二、设计目的

1.学习通过计算机建立通信系统仿真模型的基本技能,学会利

用仿真的手段对实时通信系统的基本理论,基本进行验证。

2.学习现在流行的通信系统仿真软件的使用方法(如

Matlab/Simulink,System View),使用这些软件解决实际系统

中的问题。

三、设计要求

1.根据所选的题目建立相应的数学模型。

2.在Matlab/Simulink仿真环境下,从各种功能库中选取、拖动

可视化图符组建系统,在Simulink的基本模块库中选取满足

需要的功能模块,将其图符拖到设计窗口,按设计的系统框

图组建系统。

3.设置,调整参数,实现系统模拟。

4.设置观察窗口、分析数据和波形。

四、开发环境及其介绍

1.开发环境:Matlab/Simulink

2.软件介绍:

(1)Simulink是MATLAB提供的用于对动态系统进行建模和仿真和分析的工具。Simulink提供了专门用于显示输出信号的模块,可以在过程中随时观察仿真的结果。

(2)通过Simulink的存储模块,仿真数据可以方便地以各种形式保存到工作空间或文件中,以供用户在仿真结束之后对数据进行分析和处理。

(3)Simulink把具有特定功能的代码组织成模块的方式,并

且这些模块可以组织成具有等级结构的子系统,因此具有内在

的模块化设计要求。

基于以上优点,Simulink作为一种通用的的仿真建模软件工具,广泛用于通信仿真、数字信号处理、模糊逻辑、神经网络、机械控制、和虚拟现实等领域中。

作为一款专业仿真软件,Simulink具有以下特点:

●基于矩阵的数值计算;

●高级编程语言以及可视化的图形操作界面;

●包含各个领域的仿真工具,使用方便快捷并可以扩展;

●丰富的数据I/O接口;

●提供与其他高级语言的接口;

●支持多平台(PC/UNIX)。

五、设计内容

1设计原理

A/D转换器负责将模拟信号转换为数字信号,其转换过程为:首先对输入模拟信号进行采样,所使用的的采样速率要满足采样定理要求,然后对采样结果进行幅度离散化并编码为符号串。

D/A转换器的将输入的数字信号序列转换为模拟信号,其转换过程为:将输入的数字序列恢复为相同电平的采样值序列,然后通过满足采样定理要求的低通滤波器恢复模拟信号。

2.设计模型

Simulink的通信模块库提供了Integer to Bit Converter模块可以将0~2M-1之间的整数转换为长度为M个比特的二进制数据输出,同时也提供了反向转换模块Bit to Integer Converter将比特数据转换为整数值。利用这两个模块,结合零阶保持器模块作为采样保持模型,量化器模块Quantizer作为量化模型,就可对A/D和D/A过程进行建模。

其仿真电路原理图如下:

3.模块说明及参数设置

模块1:Constant

说明:该模块在仿真时间段上始终输出一个常数和常向量,相当于电系统中的直流信号源,在该系统中作为AD转换的输

入源。输入的常数范围为0~255。

模块2:Zero-Order Hold

说明:在设定的取样间隔上对输入信号进行取样,并在下一个取样到来之前保持信号的值并输出。在本系统中作为取

样保持电路,对输入信号进行取样保持,取样时间间隔设

置为1s.

参数设置:Sample time=1s

模块3:Quantizer

说明:该模块对输入的模拟信号进行离散化,量化时间间隔为1s。

参数设置:Quantization interval=1

Sample time=-1

模块4:Integer to Bit Converter

说明:该模块将量化后的信号进行二进制转换,转换比特数设置为8位。

参数设置:Number of bits per integer=8输出二进制的尾数

为8;Treat input values as=Unsigned输入数据的类

型Unsigned;Output bit order=MSB first输出二进制

数的方式为MSB first;Output data type=Inherit via

internal rule输出数据类型为Inherit via internal rule 模块5:Frame Status Conversion

说明:该模块将二进制编码器输出的八位并行数据视为一个数据帧,将其打包为帧存储格式。

参数设置:Sampling mode of output signal=Frame-based

模块6:Buffer

说明:Buffer模块将帧存储格式的数据串行化输出,Buffer的大小设置为1。

参数设置:Output buffer size=8

Buffer overlap=0

Initial conditions=0

模块7:Buffer1

说明:该模块将串行数据恢复为8位并行数据,Buffer大小设置为8。

参数设置:Output buffer size=8

Buffer overlap=0

Initial conditions=0

模块8:Reshape

说明:因为Buffer2输出的8位并行数据是帧格式的,数据要传给Bit to Integer Converter就需Reshape模块将数据转换为数

组格式的。

参数设置:Output dimensionality=1—D array

模块9:Bit to Integer Converter

说明:该模块将二进制序列转换为对应电平的采样序列,这里也要将转换比特数设置为8位。

参数设置:Number of bits per integer=8

Input bit order=MSB first

After bit packing,treat resulting integer values

as=Unsigned

Output data type=Inherit via internal rule

模块10:Scope和Display

说明:示波器用来显示传输数据的波形图,Disply用来显示最终的转换结果和显示从并串转换模块输出的比特序列。

参数设置:Format=short

Decimation=1

4.仿真结果分析

例如输入常数17.5,因量化间隔为1,量化器将量化结果四舍五入,所以输出为18。

示波器显示经过A/D变换和并串转换之后的波形如下:

实际未经过串并转换的二进制码显示如下:

六、设计总结

经过一周的通信原理课程设计让我受益菲浅。在课程设计报告即将完成之际,我愿意对在这一周来的学习进行一下总结,理清这一周来的得与失。取之长、补之短,使我能在今后的学习和工作中改正缺点,发挥自己的长处,提高办事效率,最终取得成功。

首先,我必须承认,在这两周通信原理课程设计中,让我得到了该有的教训,通过这个过程,我也收获了许多。尽管刚开始态度很不端正,在思想上并没有给予重视,甚至有敷衍了事的念头,但随着自己步入进程,体味到了一点成功的喜悦感之后,立刻就丢弃了先前那种先入为主的危险想法。我意识到,做任何事,首先要有端正的心态,如果仅仅想完成任务,敷衍自己,很难有所收获。即使最终完成了任务,也没有那任务本该带来的意义,是失败的。

课题布置下来后,我就一直很犯愁。因为要用Matlab仿真,自己知道虽然早就接触到过Matlab这一软件,但它能实现什么功能,有什么作用,怎么用,几乎是一无所知。先前敷衍对待的学习态度直接导致了我现在的窘境。追悔也没有用,自己马上去图书馆借到了相关仿真书籍,从零开始学起。弄不懂的就百度或是请教同学,终于自己努力是自己掌握了一些基本的操作,勉强能够应对课程设计。在学习软件操作的过程中我意识到Matlab功能确实强大,一定要好好学习,它能帮助我们解决许多问题,化抽象无具体,使通信原理这类理论性很强的课程有了实践依托,学起来更加轻松。如果我有机会,我一定会劝诫我身边那些沉溺游戏,沉迷电影的同学,玩游戏、看电影不如学外语,而学外语则不如学习Matlab。

随着自己学习的深入,先前模模糊糊的知识得以清晰。也许,在理论学习过程中你自己都不知道到底学到了什么,有什么用,怎么用,唯有经过实践检验,一切都变得清清楚楚。先前不求甚解,抱着侥幸心理想蒙混过关的东西,在实际

运用时逼着自己不得不去查阅资料,否则就将因为自己的模棱两可造成失误。实验的目的是培养我们的动手能力,同时也在检验理论真伪。“实验就是为了让你动手做,去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的东西。”每个步骤我都亲自去做,不放弃每次锻炼的机会。即使不懂的求教了同学,也一定要自己重新操作一遍,以使自己留下深刻印象。

在探索中求得真知识是最牢固的,也是最有价值的。那些伟大的科学家之所以伟大就是他们利用实验证明了他们的伟大。实验是检验理论正确与否的试金石。为了要使你的理论被人接受,你必须用事实(实验)来证明,让那些怀疑的人哑口无言。虽说我们的通信原理实验只是对前人的经典实验的重复,但是对于一个知识尚浅、探索能力还不够的人来说,这些探索也非一件易事。通信原理实验都是一些经典的给人类带来了难以想象的便利与财富。对于这些实验,我在探索中学习、在模仿中理解、在实践中掌握。通信原理实验让我慢慢开始“摸着石头过河”。学习就是为了能自我学习,这正是实验课的核心,它让我在探索、自我学习中获得知识。

此次通信原理Matlab仿真课程设计的主要目的之一,是希望我们学会用软件仿真的方法来分析通信系统中的问题,对层次较高、接收能力较强的学生起到拓展视野提高钻研能力的作用;另一方面,希望利用已仿真好的软件来验证理论知识。

在设计过程中,我遇到了许多困难,但在同学的大力帮助下都顺利得到了解决,在这里我对在课设过程中对我提供帮助的同学表示最诚挚的谢意!

AD和DA转换器的分类及其主要技术指标

1. AD转换器的分类 下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点:积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。 1)积分型(如TLC7135) 积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率),然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率, 但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。 2)逐次比较型(如TLC0831) 逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内臵DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低,在低分辩率(<12位)时价格便宜,但高精度(>12位)时价格很高。 3)并行比较型/串并行比较型(如TLC5510) 并行比较型AD采用多个比较器,仅作一次比较而实行转换,又称FLash(快速)型。由于转换速率极高,n位的转换需要2n-1个比较器,因此电路规模也极大,价格也高,只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。 串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间,最典型

的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成,用两次比较实行转换,所以称为Half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级(Multistep/Subrangling)型AD,而从转换时序角度又可称为流水线(Pipelined)型AD,现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高,电路规模比并行型小。 4)Σ-Δ(Sigma/FONT>delta)调制型(如AD7705) Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型,将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号,用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化,因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。 5)电容阵列逐次比较型 电容阵列逐次比较型AD在内臵DA转换器中采用电容矩阵方式,也可称为电荷再分配型。一般的电阻阵列DA转换器中多数电阻的值必须一致,在单芯片上生成高精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列,可以用低廉成本制成高精度单片AD转换器。最近的逐次比较型AD转换器大多为电容阵列式的。 6)压频变换型(如AD650) 压频变换型(Voltage-Frequency Converter)是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率,然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种AD 的分辨率几乎可以无限增加,只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积

第九章 AD转换器和DA转换器试题及答案

第九章 A/D 转换器和D/A 转换器 一、填空题 1.(11-1易)D/A 转换器是把输入的________转换成与之成比例的_________。 2.(11-1中)倒T 形电阻网络D/A 转换器由___________、__________、_________及 _____________组成。 3.(11-1易)最小输出电压和最大输出电压之比叫做__________,它取决于D/A 转换器的 ________。 4.(11-1中)精度指输出模拟电压的_________和_________之差,即最大静态误差。主要 是参考电压偏离__________、运算放大器____________、模拟开关的 ________、电阻值误差等引起的。 5.(11-1易)D/A 转换器输出方式有____________、__________和__________。 6.(11-2易)采样是将时间上___________(a.连续变化,b.断续变化)的模拟量,转换成 时间上_________(a.连续变化,b.断续变化)的模拟量。 7.(11-2) 参考答案: 1.数字量/数字信号,模拟量/模拟信号 2.译码网络,模拟开关,求和放大器,基准电源 1. 分辨率 位数 2. 实际值 理论值 标准值 零点漂移 压降 3. 单极性同相输出 单极性反相输出 双极性输出 4. a b 二、选择题 1.(11-2中)将采样所得的离散信号经低通滤波器恢复成输入的原始信号,要求采样频率 s f 和输入信号频谱中的最高信号max i f 的关系是( )。 A .max 2s i f f ≥ B .max s i f f ≥ C .max s i f f = D . max s i f f < 2.(11-2易)下列不属于直接型A/D 转换器的是( )。 A .并行A/D 转换器 B .双积分A/D 转换器 C .计数器A/ D 转换器 D .逐 次逼近型A/D 转换器 三、判断题(正确打√,错误的打×) 1.(11-2易)采样是将时间上断续变化的模拟量,转换成时间上连续变化的模拟量。 ( ) 2.(11-2中)在两次采样之间,应将采样的模拟信号暂存起来,并把该模拟信号保持到下 一个采样脉冲到来之前。 ( )

AD和DA转换器的仿真

通信原理课程设计报告 级电子信息工程专业 姓名: 班级: 学号:

一、设计题目:A/D和D/A转换器的仿真 二、设计目的 1.学习通过计算机建立通信系统仿真模型的基本技能,学会利 用仿真的手段对实时通信系统的基本理论,基本进行验证。 2.学习现在流行的通信系统仿真软件的使用方法(如 Matlab/Simulink,System View),使用这些软件解决实际系统 中的问题。 三、设计要求 1.根据所选的题目建立相应的数学模型。 2.在Matlab/Simulink仿真环境下,从各种功能库中选取、拖动 可视化图符组建系统,在Simulink的基本模块库中选取满足 需要的功能模块,将其图符拖到设计窗口,按设计的系统框 图组建系统。 3.设置,调整参数,实现系统模拟。 4.设置观察窗口、分析数据和波形。 四、开发环境及其介绍 1.开发环境:Matlab/Simulink 2.软件介绍: (1)Simulink是MATLAB提供的用于对动态系统进行建模和仿真和分析的工具。Simulink提供了专门用于显示输出信号的模块,可以在过程中随时观察仿真的结果。

(2)通过Simulink的存储模块,仿真数据可以方便地以各种形式保存到工作空间或文件中,以供用户在仿真结束之后对数据进行分析和处理。 (3)Simulink把具有特定功能的代码组织成模块的方式,并 且这些模块可以组织成具有等级结构的子系统,因此具有内在 的模块化设计要求。 基于以上优点,Simulink作为一种通用的的仿真建模软件工具,广泛用于通信仿真、数字信号处理、模糊逻辑、神经网络、机械控制、和虚拟现实等领域中。 作为一款专业仿真软件,Simulink具有以下特点: ●基于矩阵的数值计算; ●高级编程语言以及可视化的图形操作界面; ●包含各个领域的仿真工具,使用方便快捷并可以扩展; ●丰富的数据I/O接口; ●提供与其他高级语言的接口; ●支持多平台(PC/UNIX)。 五、设计内容 1设计原理 A/D转换器负责将模拟信号转换为数字信号,其转换过程为:首先对输入模拟信号进行采样,所使用的的采样速率要满足采样定理要求,然后对采样结果进行幅度离散化并编码为符号串。

常用DA和AD转换器

常用D/A转换器和A/D转换器介绍 下面我们介绍一下其它常用D/A转换器和 A/D 转换器,便于同学们设计时使用。 1.DAC0808 图 1 所示为权电流型 D/A 转换器 DAC0808 的电路结构框图。用 DAC0808 这类器件构 成的 D/A转换器,需要外接运算放大器和产生基准电流用的电阻。DAC0808 构成的典型应 用电路如图2 所示。 图1 DAC0808 的电路结构 图2 DAC0808 的典型应用 2.DAC0832 DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片直流输出型8位数/模转换器。 它由倒T型R-2R 电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压 V REF 四大部分组成。DAC0832的逻辑框图和 引脚排列如图 3 所示。

(a )逻辑图 (b )引脚图 图3 DAC0832 的逻辑框图和引脚排列 DAC0832 的分辨率为 8 位;电流输出,稳定时间为 1m s ;可双缓冲输入、单缓冲输入 或直接数字输入;单一电源供电(+5~+15V )。 3.ICL7106 ICL7106 是双积分型 CMOS 工艺 4 位 BCD 码输出 A/D 转换器,它包含双积分 A/D 转 换电路、基准电压发生器、时钟脉冲产生电路、自动极性变换、调零电路、七段译码器、 LCD 驱动器及控制电路等。电路采用 9V 单电源供电,CMOS 差动输入,可直接驱动位液 晶显示器(LCD ) 。ICL7106 组成直流电压测量电路如图 4 所示。 图4 ICL7106 组成直流电压测量电路 电路中 V +对 V -之间接 9V 直流电压,通过内部基准电压发生器在 V +到 COM 之间产生 2.8V 基准电压,经分压电阻加在 REF +、REF -基准电压输入端。当输入量程为 200mV 时, 基准电压调至 100mV ;当输入量程为 2V 时,基准电压为 1V 。OSC 1~OSC 3 是时钟振荡电 路引出端, 外接定时电阻、 电容产生内部时钟。 IN +、 IN -是差动输入端, 将 IN -与模拟地 COM 相连,IN +对 COM 之间为模拟电压输入。U 接个位驱动、T 接十位驱动、 H 接百位驱动、 abK 是千位驱动、P0 为“-”号驱动、BP 接液晶背板。AZ 、BUFF 和 INT 分别接调零电容、积分 电阻和积分电容,通过调整它们及基准电压,可将输入量程调至 2V (本电路为 200mV ) 。

DA与AD转换器你要知道的都在这里了

DA 与AD 转换器你要知道的都在这里了 、D/A 转换器的基本原理及分类 T 型电阻网络D/A 转换器: 二:输出电压与数字量的对应关系三:D/A 转换器的主要性能指标 1、分辨率分辨率是指输入数字量的最低有效位(LSB)发生变 化时,所对应的输出模拟量(电压或电流)的变化量。它反映 了输出模拟量的最小变化值。分辨率与输入数字量的位数有确定的关系,可以表示成FS / 25。FS表示满量程输入值,n 为二进制位数。对于5V 的满量程,采用8 位的DAC 时,分辨率为 5V/256=19.5mV; 当采用12 位的DAC 时,分辨率则为 5V/4096=1.22mV 。显然,位数越多分辨率就越高。 2、线性度线性度(也称非线性误差)是实际转换特性曲线与理 想直线特性之间的最大偏差。常以相对于满量程的百分数表 示。如± 1%是指实际输出值与理论值之差在满刻度的±1% 以内。 3、绝对精度和相对精度绝对精度(简称精度)是指在整个刻度 范围内,任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误差。绝对精度是由DAC 的增益误差(当输入数 码为全1 时,实际输出值与理想输出值之差)、零点误差(数 码输入为全0 时,DAC 的非零输出值)、非线性误差和噪声 等引起的。绝对精度(即最大误差)应小于1 个LSB。 相对精度与绝对精度表示同一含义,用最大误差相对于满刻度的

百分比表示。 4、建立时间建立时间是指输入的数字量发生满刻度变化时, 输出模拟信号达到满刻度值的± 1/2LSB 所需的时间。是描述 D/A 转换速率的一个动态指标。电流输出型DAC 的建立时间短。电压输出型DAC 的建立时间主要决定于运算放大器的响应时间。根据建立时间的长短,可以将DAC 分成超高速(应当注意,精度和分辨率具有一定的联系,但概念不同。 DAC 的位数多时,分辨率会提高,对应于影响精度的量化误差会减小。但其它误差(如温度漂移、线性不良等)的影响仍 会使DAC 的精度变差。 四:芯片实例1:DAC0832DAC0832 是使用非常普遍的8 位 D/A 转换器,由于其片内有输入数据寄存器,故可以直接与单片机接口。DAC0832 以电流形式输出,当需要转换为电压输出时,可外接运算放大器。属于该系列的芯片还有 DAC0830 、DAC0831 ,它们可以相互代换。DAC0832 主要特性:分辨率8位;电流建立时间1 [L S;数据输入可采用双缓冲、单 缓冲或直通方式;输出电流线性度可在满量程下调节;逻辑电 平输入与TTL电平兼容;单一电源供电(+5V?+15V);低功耗, 20mW 。pin description:2:DAC0832 三种工作方式

AD和DA转换器的分类及其主要技术指标

A D和D A转换器的分类及其 主要技术指标 标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

1. AD转换器的分类 下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点:积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。 1)积分型(如TLC7135) 积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率),然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率, 但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。 2)逐次比较型(如TLC0831) 逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低,在低分辩率(<12位)时价格便宜,但高精度 (>12位)时价格很高。 3)并行比较型/串并行比较型(如TLC5510) 并行比较型AD采用多个比较器,仅作一次比较而实行转换,又称FLash(快速)型。由于转换速率极高,n位的转换需要2n-1个比较器,因此电路规模也极大,价格也高,只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间,最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成,用两次比较实行转换,所以称为 Half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级(Multistep/Subrangling)型AD,而从转换时序角度又可称为流水线(Pipelined)型AD,现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高,电路规模比并行型小。 4)Σ-Δ(Sigma/FONT>delta)调制型(如AD7705) Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型,将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号,用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化,因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。 5)电容阵列逐次比较型 电容阵列逐次比较型AD在内置DA转换器中采用电容矩阵方式,也可称为电荷再分配型。一般的电阻阵列DA转换器中多数电阻的值必须一致,在单芯片上生成高精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列,可以用低廉成本制成高精度单片AD转换器。最近的逐次比较型AD转换器大多为电容阵列式的。 6)压频变换型(如AD650) 压频变换型(Voltage-Frequency Converter)是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率,然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种AD 的分辨率几

AD和DA转换器的分类及其主要技术指标

1.?AD转换器的分类 下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点:积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。 1)积分型(如TLC7135) 积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率),然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率, 但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。 2)逐次比较型(如TLC0831) 逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低,在低分辩率(<12位)时价格便宜,但高精度(>12位)时价格很高。 3)并行比较型/串并行比较型(如TLC5510) 并行比较型AD采用多个比较器,仅作一次比较而实行转换,又称FLash(快速)型。由于转换速率极高,n位的转换需要2n-1个比较器,因此电路规模也极大,价格也高,只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。 串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间,最典型

的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成,用两次比较实行转换,所以称为 Half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级(Multistep/Subrangling)型AD,而从转换时序角度又可称为流水线(Pipelined)型AD,现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高,电路规模比并行型小。 4)Σ-Δ(Sigma/FONT>delta)调制型(如AD7705) Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型,将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号,用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化,因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。 5)电容阵列逐次比较型 电容阵列逐次比较型AD在内置DA转换器中采用电容矩阵方式,也可称为电荷再分配型。一般的电阻阵列DA转换器中多数电阻的值必须一致,在单芯片上生成高精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列,可以用低廉成本制成高精度单片AD转换器。最近的逐次比较型AD转换器大多为电容阵列式的。 6)压频变换型(如AD650) 压频变换型(Voltage-Frequency Converter)是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率,然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种AD 的分辨率几乎可以无限增加,只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累

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