第6章 数模和模数转换
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AD&DA1.基本概念A/D是模拟量到数字量的转换,依靠的是模数转换器,简称ADC。
D/A是数字量到模拟量的转换,依靠的是数模转换器,简称DAC。
2.主要指标(1).ADC的位数一个n位的ADC表示这个ADC共有2的n次方个刻度。
8位ADC,输出的是从0-255的256个数字,也就是2的8次方。
(2).基准源基准源也叫基准电压,要想把输入ADC的信号测量准确,那么基准源首先要准。
假如我们的基准源应该是5.10V,但是实际上提供的却是4.5V,这样误把4.5V当成了5.10V来处理的话,偏差也会比较大。
(3).分辨率分辨率是数字量变化的一个最小刻度时,模拟信号的变化量,定义为满刻度量程与2n-1的比值。
假定5.10V的电压系统,使用8位的ADC进行测量,那么相当于0-255一共256个刻度把5.10V划分成255份,那么分辨率就是5.10/255=0.02V.(4).INL(积分非线性度)和DNL(差分非线性度)一般容易混淆两个概念就是分辨率和精度,认为分辨率越高,则精度越高,而实际上,两者并没有必然的联系。
分辨率是用来描述刻度划分的,而精度是用来描述准确程度。
同样一根米尺,刻度数相同,分辨率就相当,但是精度却可以相差很大,ADC精度关系重大的两个指标是INL(Integral NonLiner)和DNL(Differencial NonLiner)。
INL指的是ADC器件在所有的数值上对应的模拟值,和真实值之间的误差最大的哪一个点的误差值,是ADC最重要的一个精度标准,单位是LSB。
LSB 是最低有效位的意思,那么实际上对应的就是ADC的分辨率。
一个基准为5.10V 的8位ADC,它的分辨率就是0.02V,用它去测量一个电压信号,得到的实际结果是100,就是表示它测到的电压值是100*0.02=2V,假定它的INL是1LSB,就是表示这个电压信号真实的准确值是在1.98V——2.02之间的,按理想情况对应的数字因该是99-101,测量误差是一个最低的有效位,即1LBS。
数模转换与模数转换数模转换(Digital-to-Analog Conversion,简称DAC)和模数转换(Analog-to-Digital Conversion,简称ADC)是数字信号处理中常用的两种信号转换方法。
数模转换将数字信号转换为模拟信号,而模数转换则将模拟信号转换为数字信号。
本文将就数模转换和模数转换的原理、应用以及未来发展进行探讨。
一、数模转换(DAC)数模转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。
在数字系统中,所有信号都以离散的形式存在,如二进制码。
为了能够将数字信号用于模拟系统中,需要将其转换为模拟信号,从而使得数字系统与模拟系统能够进行有效的接口连接。
数模转换的原理是根据数字信号的离散性质,在模拟信号上建立相似的离散形式。
常用的数模转换方法有脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation,简称PAM),脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)和脉冲位置调制(Pulse Position Modulation,简称PPM)等。
这些方法根据传输信号的不同特点,在转换过程中产生连续的模拟信号。
数模转换在很多领域有广泛应用。
例如,在音频领域,将数字音频信号转换为模拟音频信号,使得数字音频可以通过扬声器播放出来。
另外,在电信领域,将数字信号转换为模拟信号后,可以用于传输、调制解调、功率放大等过程。
二、模数转换(ADC)模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。
模拟信号具有连续的特点,而数字系统只能处理离散的信号。
因此,当需要将模拟信号用于数字系统时,就需要将其转换为数字形式。
模数转换的原理是通过采样和量化来实现。
采样是将模拟信号在时间上进行离散化,而量化是将采样信号在幅度上进行离散化。
通过这两个过程,可以将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
模数转换在很多领域都有应用。
例如,在音频领域,将模拟音频信号转换为数字音频信号,使得音频信号可以被数字设备处理和存储。