ADI模数转换器原理
- 格式:pdf
- 大小:1.09 MB
- 文档页数:43
数模转换器工作原理
数模转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)是一种将数字信号转换成模拟信号的电子设备。
它将离散的数字信号转换为连续的模拟信号,通常用于将数字信号转换为模拟信号后驱动各种模拟设备,如扬声器、电机等。
数模转换器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:
1. 采样:数字信号是由一系列离散的采样值组成的。
数模转换器首先接收到这些采样值作为输入。
通常情况下,采样值是经过模数转换器(ADC)转换而来的。
2. 量化:数模转换器将接收到的每个采样值进行量化。
量化是将连续的采样值映射到离散的数值表示。
通常情况下,量化会使用固定的位数,将采样值映射到对应的二进制数值。
3. 数字数据处理:量化后的数字数据进一步进行处理,如增益调整、数字滤波等。
这些处理步骤可以根据具体应用需求来设计。
4. 数模转换:经过上述处理后的数字数据被送入数模转换器电路中。
数模转换器电路根据数字数据的大小,控制对应的模拟电压或电流输出。
数模转换器电路通常由电阻网络、模拟开关等组成,可以通过开关打开或关闭不同的电路路径,来控制输出的模拟电压或电流值。
5. 输出滤波:数模转换器输出的模拟信号经过滤波电路进行平
滑处理,根据需要去除高频噪声或者其他不需要的频谱成分,从而得到最终的模拟信号。
总的来说,数模转换器通过将离散的数字信号转换为连续的模拟信号,实现了数字与模拟信号之间的转换。
它在各种电子设备中起到了至关重要的作用,如音频设备、通信设备、控制系统等。
DeltaSigma模数转换器(ADC_DelSig)简介DeltaSigma模数转换器,又称为ADC_DelSig(Analog-to-Digital Converter Delta-Sigma),是一种高精度的模数转换器。
它采用了DeltaSigma调制技术,通过高速采样和数字滤波来实现高分辨率和低噪声的模数转换。
工作原理DeltaSigma模数转换器的工作原理基于DeltaSigma调制技术。
其核心思想是将输入信号与一个高频的比较器相比较,并将比较器的输出结果经过滤波器处理后转换成数字信号。
具体来说,DeltaSigma模数转换器包括一个模数转换器和一个数字滤波器。
1.比较器:比较器将输入信号与参考电压进行比较,并输出一个高频PWM(脉宽调制)信号。
比较器的输出频率远高于所需的转换速率,通常在MHz级别。
2.数字滤波器:PWM信号经过数字滤波器,滤波器根据PWM信号的占空比来判断输入信号的大小。
滤波器输出的数字信号经过采样并进行数字编码,就得到了转换后的数字输出。
优点和应用DeltaSigma模数转换器具有很多优点,主要包括以下几个方面:1.高分辨率:DeltaSigma模数转换器具有非常高的分辨率,通常可以达到16位以上,甚至更高。
这使得它在需要高精度数据转换的应用中非常有用,如音频处理、医疗设备和测量仪器等。
2.低噪声:DeltaSigma模数转换器通过在输入端引入噪声抑制电路和高速数字滤波器,可以有效降低系统的噪声水平。
这使得它在对信号质量要求较高的应用中具有优势,如音频信号处理和高速数据采集等。
3.较低的成本:DeltaSigma模数转换器通常采用CMOS工艺制造,因此成本相对较低。
这使得它在大规模集成电路中应用广泛,并且具有较高的性价比。
DeltaSigma模数转换器广泛应用于各个领域,包括但不限于以下几个方面:•音频信号处理:DeltaSigma模数转换器在音频设备中被广泛应用,如音频采样、音频编码和数字音频处理等。
串口通信电压转换原理串口通信电压转换原理是将计算机数字信号与外部设备或传感器的模拟信号进行互相转换的过程。
在串口通信中,计算机产生的数字信号通常为5V的高电平和0V的低电平,而外部设备或传感器产生的模拟信号通常是在0V到5V之间的连续变化电压。
为了实现数字信号与模拟信号之间的转换,需要使用电压转换器。
电压转换器的工作原理是通过运用一定的电学原理将信号进行适当的变换。
常见的电压转换器有模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)两种。
1. 模数转换器(ADC):模数转换器将模拟信号转换为数字信号。
当外部设备或传感器的模拟信号进入模数转换器时,首先经过采样保持电路对信号进行采样,然后经过模拟电压与数字比较器进行比较,得到一个二进制数值。
该数值经过编码器编码后输出给计算机进行处理。
常用的ADC类型有逐次逼近型(SAR)和单片式(Flash)。
2.数模转换器(DAC):数模转换器将数字信号转换为模拟信号。
当计算机产生的数字信号需要输出给外部设备或传感器时,经过编码后的二进制信号经过解码器解码得到对应的模拟电压值,再经过输出放大器放大,最终输出给外部设备或传感器。
在串口通信中,通常使用TTL电平和RS232电平进行转换。
TTL电平是计算机常用的数字信号电平,其高电平一般为5V,低电平为0V。
而RS232电平则是用于串口通信的标准电平,其高电平为-3V至-15V,低电平为+3V至+15V。
因此,在使用串口进行通信时,需要使用TTL转RS232电平转换器将计算机的数字信号转换为RS232电平,以适应外部设备或传感器的电平要求。
TTL转RS232电平转换器通常采用MAX232芯片或类似的芯片实现。
该芯片接受TTL电平输入,并根据其特定的电路设计进行电平转换。
当输入的TTL电平为高电平时,芯片会输出相应的负电平;当输入的TTL电平为低电平时,芯片会输出相应的正电平。
通过使用MAX232芯片或类似的芯片,使得计算机与外部设备或传感器之间能够实现正常的串口通信。
模数转换器即A/D转换器,或简称ADC,通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。
通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。
本文介绍几款模数转换器芯片电路原理。
1、AD9280AD9280器件是一款单芯片、8位、32 MSPS模数转换器(ADC),主要介绍了AD9280特性、应用范围、参考设计电路以及电路分析,帮助大家缩短设计时间。
AD9280介绍:AD9280是一款单芯片、8位、32 MSPS模数转换器(ADC),采用单电源供电,内置一个片内采样保持放大器和基准电压源。
它采用多级差分流水线架构,数据速率达32 MSPS,在整个工作温度范围内保证无失码。
AD9280特点:与AD876-8引脚兼容功耗:95 mW(3 V电源)工作电压范围:+2.7V至+5.5V微分非线性(DNL)误差:0.2 LSB省电(休眠)模式AD9280内部结构框图:图1 AD9280的内部结构框图,展示了内部的构成AD9280参考设计电路:图2 AD9280典型应用电路2、AD7541AD7541器件是一款低成本、高性能12位单芯片乘法数模转换器,主要介绍了AD7541特性、应用范围、参考设计电路以及电路分析,帮助大家缩短设计时间。
AD7541介绍:AD7541A是一款低成本、高性能12位单芯片乘法数模转换器。
该器件采用先进的低噪声薄膜CMOS技术制造,并提供标准18引脚DIP和20引脚表贴两种封装。
AD7541A与业界标准器件AD7541在功能和引脚上均相兼容,并且规格和性能都有所改进。
此外,器件设计得到改进,可确保不会发生闩锁,因此无需输出保护肖特基二极管。
AD7541特点:AD7541的改进版本完整的四象限乘法12位线性度(端点)所有器件均保证单调性TTL/CMOS 兼容型低成本无需保护肖特基二极管低逻辑输入泄漏AD7541内部结构框图:图3 AD7541的内部结构框图,展示了内部的构成AD7541参考设计电路:图4 AD7541典型应用电路3、AD7694AD7694器件是一款3通道、低噪声、低功耗、24位Σ-Δ型ADC,内置片内仪表放大器,主要介绍了AD7694特性、应用范围、参考设计电路以及电路分析,帮助大家缩短设计时间。
adc模数转换器原理模数转换器(ADC)是一种非常重要的电子电路,它可以将模拟信号转换为数字信号,以便电路中的微处理器可以对其进行处理。
随着科技的发展,ADC的性能也在不断提高,可以提供更多功能和性能,以满足不断变化的需求。
本文将重点介绍ADC的工作原理,以及其在现有技术中的应用。
ADC的基本原理是将模拟信号(如模拟电压或电流)转换成数字信号,然后通过串行数据总线将其传送到微处理器其他部分。
ADC的类型主要分为抽样-持续转换(SAR)和按位逐次抽样(S&S)两种,其中SAR类型ADC更加常用。
SAR类型ADC的工作原理主要是将电路中的输入信号反复地采样,并使用内部电压参考或外部电压参考进行比较,以确定最终输出值。
采样率和参考电压是控制转换精度的关键因素,采样率越高,参考电压越精准,最终转换的精度就越高。
此外,随着科技的发展,ADC的性能也在不断提高。
近年来,ADC 技术可以实现多种性能,如低功耗、高动态范围、高采样率和高精度等功能。
通过不断的技术进步,ADC已经可以用于传感器、医疗影像、音频应用、声纳应用、无线通信和军事应用等多个领域。
最后,ADC技术也取得了很大的发展,能够为上述应用提供更优质的服务。
例如,最新的ADC技术可以实现低功耗、高转换速率和极高的精度,以满足当今快速变化的应用需求。
综上所述,ADC模数转换器是一种关键电路,它可以将模拟信号转换为数字信号,以便电路中的微处理器可以对其进行处理。
它的原理是采样-持续转换,依靠内部或外部参考电压进行比较,以确定最终输出值,并可用于多种应用场合,比如传感器、音频应用等。
由于技术的不断进步,ADC可以实现低功耗、高转换速率和极高的精度,以满足现有应用的需求。
模数转换电路工作原理
模数转换电路将输入的模拟信号转换成数字信号。
这种数字信号是由
一系列二进制位组成的,每个二进制位只能为0或1。
数字信号的取值范
围是有限的,因此需要将模拟信号量化成离散的数值。
量化的大小由采样
精度决定,采样精度越高,转换精度就越高。
模数转换电路的主要部分是ADC(模数转换器)。
ADC将模拟信号分
为若干个等分的区间,将每个区间的电压值转换为对应的数字信号(二进
制代码)。
ADC在转换过程中需要进行采样、量化和编码,其基本原理如下:
1.采样:模数转换器从模拟信号源中采样,并将样本保持在一个保持
电容器中,以等待进一步处理。
2.量化:ADC将模拟信号的幅度与分辨率(也称为精度)进行比较,
并将幅度舍入到最近的离散级别上。
离散级别的数量是由分辨率决定的。
较高的分辨率意味着更小的步长和更高的准确度。
3.编码:ADC将得到的数字值,转换成相应的二进制代码。
ADC还需要有时钟信号来控制采样和转换的时间。
当时钟信号到来时,ADC执行采样、量化和编码等操作,将得到的数字信号输出给数字处理器
或其他数字电路。
总之,模数转换电路通过采样、量化、编码等步骤将模拟信号转换为
数字信号。
ADC是模数转换电路中最重要的部分,其采样精度决定了转换
质量。
A/D转换器模数转换器即A/D转换器,或简称ADC,通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。
通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。
由于数字信号本身不具有实际意义,仅仅表示一个相对大小。
故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准,比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。
而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。
模数转换器最重要的参数是转换的精度,通常用输出的数字信号的位数的多少表示。
转换器能够准确输出的数字信号的位数越多,表示转换器能够分辨输入信号的能力越强,转换器的性能也就越好。
A/D转换一般要经过采样、保持、量化及编码4个过程。
在实际电路中,有些过程是合并进行的,如采样和保持,量化和编码在转换过程中是同时实现的。
一般来说,AD比DA贵,尤其是高速的AD,因为在某些特殊场合,如导弹的摄像头部分要求有高速的转换能力。
一般那样AD要上千美元。
还有通过AD的并联可以提高AD的转换效率,多个AD同时处理数据,能满足处理器的数字信号需求了。
模数转换过程包括量化和编码。
量化是将模拟信号量程分成许多离散量级,并确定输入信号所属的量级。
编码是对每一量级分配唯一的数字码,并确定与输入信号相对应的代码。
最普通的码制是二进制,它有2n个量级(n为位数),可依次逐个编号。
模数转换的方法很多,从转换原理来分可分为直接法和间接法两大类。
直接法是直接将电压转换成数字量。
它用数模网络输出的一套基准电压,从高位起逐位与被测电压反复比较,直到二者达到或接近平衡(见图)。
控制逻辑能实现对分搜索的控制,其比较方法如同天平称重。
先使二进位制数的最高位Dn-1=1,经数模转换后得到一个整个量程一半的模拟电压VS,与输入电压Vin 相比较,若V in>VS,则保留这一位;若V in<V in,则Dn-1=0。
然后使下一位Dn-2=1,与上一次的结果一起经数模转换后与V in相比较,重复这一过程,直到使D0=1,再与V in相比较,由V in>VS还是V in<V来决定是否保留这一位。
AD转换,ADC的原理及分类精准、快速、高效、低成本、这是‘招个电子工程师’服务的精髓!如果您的技术团队需要扩军,那么,热烈欢迎各大中小企业的HR 和招聘负责人与我们联系!具体合作详情请咨询管理员微信:1051197468在仪器仪表系统中,常常需要将检测到的连续变化的模拟量如:温度、压力、流量、速度、光强等转变成离散的数字量,才能输入到计算机中进行处理。
这些模拟量经过传感器转变成电信号(一般为电压信号),经过放大器放大后,就需要经过一定的处理变成数字量。
实现模拟量到数字量转变的设备通常称为模数转换器(ADC),简称A/D。
通常情况下,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。
取样和保持取样是将随时间连续变化的模拟量转换为时间离散的模拟量。
取样过程示意图如图11.8.1所示。
图(a)为取样电路结构,其中,传输门受取样信号S(t)控制,在S(t)的脉宽τ期间,传输门导通,输出信号vO(t)为输入信号v1,而在(Ts-τ)期间,传输门关闭,输出信号vO(t)=0。
电路中各信号波形如图(b)所示。
通过分析可以看到,取样信号S(t)的频率愈高,所取得信号经低通滤波器后愈能真实地复现输入信号。
但带来的问题是数据量增大,为保证有合适的取样频率,它必须满足取样定理。
取样定理:设取样信号S(t)的频率为fs,输入模拟信号v1(t)的最高频率分量的频率为fimax,则fs与fimax必须满足下面的关系fs≥2fi max,工程上一般取fs>(3~5)fimax。
将取样电路每次取得的模拟信号转换为数字信号都需要一定时间,为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值,每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。
取样与保持过程往往是通过取样-保持电路同时完成的。
取样-保持电路的原理图及输出波形如图11.8.2所示。
电路由输入放大器A1、输出放大器A2、保持电容CH和开关驱动电路组成。
电路中要求A1具有很高的输入阻抗,以减少对输入信号源的影响。
AD和DA的工作原理AD和DA是模数转换和数模转换的简称,分别代表模数转换器(Analog-to-Digital Converter)和数模转换器(Digital-to-Analog Converter)。
AD用于将模拟信号转换为数字信号,而DA则是将数字信号转换为模拟信号,两者是相对的过程。
AD的工作原理:AD转换器的作用是将输入的模拟信号,通过一定的采样和量化方法,转换为数字形式的信号,以便于数字设备进行处理和存储。
AD转换器通常分为两个主要阶段:采样和量化。
1.采样:AD转换器首先对输入信号进行采样,即按照一定的时间间隔对连续模拟信号进行抽样。
采样的频率也被称为采样率,通常用赫兹(Hz)表示。
采样率决定了输入信号中能够被留存下来的频率范围。
2.量化:采样后的模拟信号将被输入到量化器中。
量化是将连续的模拟信号转换成离散的数字信号的过程。
在这个过程中,AD转换器将把输入的模拟信号分成一定数量的等级,并为每个等级分配一个数字代码。
采样和量化的过程可以通过二进制表示来完成,其中最常见的是通过ADC(模数转换器)将模拟信号转换为二进制数。
DA的工作原理:DA转换器的作用是将数字信号转换为模拟信号,以便于与模拟设备进行连接和交互。
DA转换器通常包含两个主要部分:数字信号处理和模拟输出。
1.数字信号处理:DA转换器首先接收到一串数字信号,这些信号由计算机或数字设备产生。
这些信号是基于离散的数字表示,通常使用二进制数表示。
DA转换器将会对这些数字信号进行处理,比如滤波、重采样等,以确保生成的模拟信号质量和稳定性。
2.模拟输出:处理后的数字信号被输入到DAC(数模转换器),将数字信号转换为模拟信号。
DAC将根据数字信号的数值,通过一定的电流或电压生成模拟信号。
这些模拟信号将与各种模拟设备进行连接,例如音频设备、电机控制等。
需要注意的是,AD和DA转换的精度和速度是非常重要的参数。
转换器的精度是指转换器所能提供的输出与输入之间的误差。
如何设计简单的模数转换器和数模转换器电路在电子领域中,模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)是常见的电路设备,它们可以将模拟信号转换为数字信号或将数字信号转换为模拟信号。
本文将介绍如何设计一种简单但有效的模数转换器和数模转换器电路。
一、模数转换器(ADC)电路设计:ADC的作用是将模拟信号转换为数字信号。
以下是一个简单的ADC电路设计方案:1. 采样电路:ADC的第一阶段是采样,即对模拟信号进行定期的采样。
可以使用开关电容电路或样保持电路来实现这一功能。
这些电路可以将输入信号保持在一个电容中,然后在固定的采样时间内读取电容电压。
2. 量化电路:采样之后,接下来需要将模拟信号量化为数字信号。
使用比较器和计数器可以实现这一过程。
比较器将采样信号与一个参考电压进行比较,并产生高低电平的输出信号。
计数器用于计算比较器输出信号的个数,并将其转换为数字表示。
3. 数字处理电路:ADC的最后一步是数字处理,即将量化后的数字信号进行处理和滤波。
这个过程可以使用微处理器或数字信号处理器(DSP)来完成。
数字处理电路可以对信号进行滤波、平滑和放大等操作,以提高最终输出结果的质量。
二、数模转换器(DAC)电路设计:DAC的作用是将数字信号转换为模拟信号。
以下是一个简单的DAC电路设计方案:1. 数字信号处理:DAC的第一步是对数字信号进行处理。
这可以通过计算机、FPGA或其他数字处理设备来完成。
在这一步中,将数字信号转换为对应的数值表示。
2. 数字到模拟转换:将处理后的数字信号转换为模拟信号的常用方法是使用数字锯齿波发生器。
数字锯齿波发生器通过逐步增加或减小电压的值来产生连续的模拟输出信号。
可以使用操作放大器和运算放大器来实现这个功能。
3. 输出放大和滤波:模拟信号产生后,可能需要通过放大器进行放大以适应实际应用场景。
此外,还可以使用滤波器来去除模拟信号中的噪声和杂散成分,以提高输出信号的质量和稳定性。
总结:通过以上简单的电路设计方案,我们可以实现基本的模数转换器和数模转换器。
单片机adc原理单片机ADC原理在单片机系统中,ADC(模数转换器)是一个非常重要的模块,它负责将模拟信号转换为数字信号,以便单片机能够对其进行处理。
本文将介绍单片机ADC的工作原理,帮助读者更好地理解这一关键组成部分。
ADC的基本原理是通过取样和量化将模拟信号转换为数字信号。
在单片机系统中,ADC通常由一个模数转换器和一个采样保持电路组成。
模数转换器负责将模拟信号转换为数字信号,采样保持电路则负责在采集信号时对其进行保持,以确保转换的准确性。
在进行ADC转换时,首先需要进行采样。
采样是指对模拟信号进行离散化处理,通常是以一定的频率对信号进行采集。
采样率越高,转换的准确性就越高,但同时也会增加系统的复杂性和功耗。
在采样过程中,模拟信号将被离散化为一系列的采样值。
接下来是量化过程,量化是指将采样得到的信号值转换为一个数字值。
量化的精度通常由ADC的分辨率决定,分辨率越高,转换的精度就越高。
例如,一个8位的ADC可以将信号值转换为256个不同的数字值,而一个12位的ADC可以将信号值转换为4096个不同的数字值。
在进行ADC转换时,还需要考虑参考电压的问题。
参考电压是ADC用来比较模拟信号大小的基准,它通常由单片机系统提供。
正确选择参考电压可以确保ADC转换的准确性和稳定性。
除了以上基本原理外,ADC还有一些常见的类型,如逐次逼近型ADC、Flash型ADC和积分型ADC等。
它们在转换速度、精度和成本等方面有所不同,需要根据具体的应用场景进行选择。
总的来说,ADC在单片机系统中起着至关重要的作用,它的工作原理决定了单片机系统对模拟信号的处理能力。
通过深入了解ADC的工作原理,我们可以更好地设计和优化单片机系统,提高其性能和稳定性。
希望本文能为读者对单片机ADC的理解提供帮助。
电路中的数字转换和数据处理数字转换和数据处理是电路中的重要部分。
在现代电子设备中,数字信号已经取代了传统的模拟信号,使数据处理更加高效和稳定。
本文将介绍数字转换和数据处理的原理、常见的数字转换技术以及其在电路中的应用。
一、数字转换的原理数字转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。
它的原理基于采样和量化。
采样是指以一定的时间间隔对模拟信号进行采集,将连续的模拟信号离散化。
量化是将采样的信号值转换为离散的数值,通常是用二进制进行表示。
二、常见的数字转换技术1. ADC(模数转换器)ADC是将模拟信号转换为数字信号的设备。
它可以通过不同的转换技术实现,如逐次逼近法、逐渐逼近法和闪存法。
其中,逐次逼近法是最常用的技术,它通过逐步逼近模拟信号与参考电压之间的差距来进行转换。
2. DAC(数模转换器)DAC是将数字信号转换为模拟信号的设备。
它将数字信号转换为对应的模拟电压或电流输出,实现信号的恢复。
DAC的常见类型包括串行输入、并行输入和校正型DAC。
三、数据处理数字信号在电路中经常需要进行各种处理,以满足具体的应用需求。
以下列举几种常见的数据处理方法:1. 滤波滤波是对信号进行频率选择性处理的过程。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
它们可以去除噪声、调整信号频率分布等。
2. 压缩数据压缩是将原始数据进行编码,以减少数据的存储空间或传输带宽。
常见的压缩算法有无损压缩和有损压缩,根据具体应用需求选择适合的算法。
3. 解码解码是对编码后的数据进行还原的过程。
它是编码的逆操作,恢复原始数据的形式和内容。
四、数字转换和数据处理在电路中的应用数字转换和数据处理在电路中广泛应用于各个领域。
以下是一些示例:1. 通信系统数字转换和数据处理在通信系统中用于信号的调制、解调和编解码。
它可以提高通信质量和抗干扰能力。
2. 控制系统数字转换和数据处理在控制系统中用于信号的采集和处理。
它可以实时监测和调节系统的状态,实现自动控制。
常用A/D 、D/A转换器的工作原理(连载之一)——简介AD:模数转换,将模拟信号变成数字信号,便于数字设备处理。
DA:数模转换,将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。
具体可以看看下面的资料,了解一下工作原理: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、∑-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。
adc电路原理
ADC电路(模数转换器)是一种将模拟信号转换为数字信号
的电路。
其原理是将输入的连续模拟信号进行采样并离散化,然后利用编码器将离散化的信号转换为数字形式。
ADC电路中的主要组成部分包括采样保持电路、量化电路和
编码器。
采样保持电路用于将连续的模拟信号转换为离散化的信号,通常通过采样保持电容来实现。
量化电路将采样信号进行量化,即将其分成若干个离散的电平。
编码器则根据量化后的信号将其转换为数字形式,常见的编码方式有二进制和格雷码编码。
ADC电路的工作过程一般分为三个阶段:采样、量化和编码。
在采样阶段,输入的连续模拟信号经过采样保持电路被抽样离散化。
在量化阶段,采样信号经过量化电路被分成离散的电平,并与一个参考电平进行比较。
在编码阶段,量化后的信号经过编码器转换为数字信号,输出给数字系统进行处理。
ADC电路的应用非常广泛,特别是在数字信号处理系统和通
信系统中。
它可以将模拟信号转换为数字信号,方便数字系统对信号进行处理、存储和传输。
常见的应用包括音频、视频、传感器信号等的数字化处理。
同时,ADC电路的性能也直接
影响到数字信号处理的精度和准确度,因此在设计中需要考虑采样率、分辨率、非线性误差等参数。
总之,ADC电路通过采样、量化和编码的过程将模拟信号转
换为数字信号,并广泛应用于数字信号处理系统和通信系统中。
它的原理是通过将连续模拟信号离散化并转换为数字形式,实现信号的数字化处理和传输。
单片机数模转换原理
数模转换是指将数字信号转换为模拟信号的过程。
在单片机中,数模转换一般是通过使用模数转换器(ADC)来实现的。
下
面介绍数模转换的原理。
1.采样:数模转换的第一步是采样,即将模拟信号按照一定频
率进行测量和记录。
采样频率决定了信号的最高频率分辨率,一般使用奈奎斯特采样定理来确定采样频率,即采样频率应该是模拟信号最高频率的两倍以上。
2.量化:采样得到的数据是连续的模拟信号,为了将其转换为
离散的数字信号,需要对其进行量化。
量化是指将连续的模拟信号按照一定精度进行离散化的过程,通常使用的是均匀量化。
量化的精度由ADC的分辨率决定,分辨率越高,量化误差越小。
3.编码:量化得到的离散信号是模拟信号的近似表示,因此需
要将其进行编码,使其可以被数字系统处理。
常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。
4.输出:经过采样、量化和编码后,模拟信号已转换为数字信号,可以通过输出端口输出给其他数字设备进行进一步处理。
数模转换的原理实质上是将连续的模拟信号按照一定频率进行采样,然后对采样后的数据进行量化和编码,将其转换为离散的数字信号,从而实现数字系统对模拟信号的处理和控制。
ad9173原理
AD9173是ADI(Analog Devices Inc.)推出的一款高性能数模
转换器(DAC),主要用于无线通信、雷达、测试和测量等领域。
它
采用了先进的数字信号处理技术和高速模数转换器,具有较高的分
辨率和速度。
AD9173的工作原理涉及多个方面。
首先,它接收来自数字信号
处理器(DSP)或其他数字信号源的数字数据输入。
然后,这些数字
数据经过内部的数字信号处理单元进行处理和调整,以满足特定的
应用需求。
接下来,经过数字信号处理单元处理后的数据被送入高
速模数转换器(DAC核心),在这里数字信号被转换成模拟信号。
转换后的模拟信号输出可以通过AD9173的输出接口传输到目标设备
或系统中。
AD9173的高性能主要源自其先进的架构设计和精密的模拟电路。
它采用了多级插值滤波器、数字修正技术和高速数据接口等,以确
保在高速和高精度的数字到模拟转换过程中保持较低的失真和噪声。
此外,AD9173还具有灵活的时钟和数据接口配置,以适应不同的应
用场景和系统要求。
总的来说,AD9173的原理涉及数字信号处理、模拟信号转换和精密的信号处理技术,通过这些技术的结合,实现了高性能的数模转换功能。
这使得AD9173在无线通信、雷达和测试测量等领域具有广泛的应用前景。
模数和数模转换器(ADC和DAC)工作原理为了能够使用数字电路处理模拟信号,必须把模拟信号转化成相应的数字信号,方能送入数字系统进行处理.同时也要把处理后得到的数字信号在转换成相应的模拟信号,作为最后的输出.我们把前一种从模拟信号到数字信号的转换叫做模-数转换,或简称A/D;把后一种从数字信号到模拟信号的转换叫做数-模转换,或简称D/A.同时把A/D或D/A 转换的电路叫做模数转换器(简称ADC)或数模转换器(简称DAC)主要分成以下几个部分:1、取样:取样(也称采样)是将时间上连续变化的信号,转换为时间上离散的信号,即将时间上连续变化的模拟量转换为一系列等间隔的脉冲,脉冲的幅度取决于输入模拟量。
2、保持:模拟信号经采样后,得到一系列样值脉冲。
采样脉冲宽度一般是很短暂的,在下一个采样脉冲到来之前,应暂时保持所取得的样值脉冲幅度,以便进行转换。
因此,在取样电路之后须加保持电路。
3、量化:将采样后的样值电平归化到与之接近的离散电平上,这个过程称为量化。
4、编码:把量化的结果用代码表示出来,称为编码。
这些代码就是A/D转换的输出结果。
模拟信号数字化需要注意两个问题:①每秒钟需要采集多少个信号样本,也就是采样频率(fs)是多少,②每个信号样本的比特数b/s(bit per sample)应该是多少,也就是量化精度。
根据奈奎斯特理论(Nyquist theory),采样频率的高低是由模拟信号本身的最高频率决定的。
奈奎斯特理论指出,采样频率不应低于模拟信号最高频率的两倍,这样就能把以数字表达的信号还原成原来的信号,这叫做无损数字化(lossless digitization)。
采样定律用公式表示为fs ≥ 2f或者T s ≤ T/2其中f为被采样信号的最高频率,T为被采样信号的最低周期,fs 称为采样频率,Ts为采样间隔。
如下图,图中的正弦曲线代表原始音频曲线;填了颜色的方格代表采样后得到的结果,二者越吻合说明采样结果越好。