模数转换与数模转换电路问答No. 001Σ-Δ型模数转换器与传统的A/D转换器有什么差别？Σ-Δ型模数转换器由Σ-Δ调制器和数字抽取滤波器组成，Σ-Δ调制器量化对象不是传统A/D转换器中信号采样点的幅值，而是相邻两个采样点幅值之间的差值，并将这种值编码为1位的数字信号输出；数字抽取滤波器则具有数字抽取（重采样）和低通滤波的双重功能。
它和传统滤波器最大的差别在于：传统的A/D转换器可以多个通道模拟信号输入共用一个转换器，而Σ-Δ型模数转换器是一个通道一个转换器，传统的A/D转换器每一通道的前端都需要一个抗混叠滤波器，而Σ-Δ型模数转换器因其数字抽取滤波器具有低通滤波功能而避免了混叠失真，所以不需要此器件。
No. 002I2C接口9通道14位电流DAC MAX5112的性能如何？MAX5112是一款14位、9通道电流输出数/模转换器（DAC）（见图1）。
该器件工作在低至3.0V电源，并提供14位的性能，而无需任何调整。
图1MAX5112的内部功能框图器件输出范围优化用于偏置大功率可调节激光源，9个通道中每一路都带有电流源。
并行连接DAC输出可获得额外电流或更高的分辨率。
器件包含内部基准。
I2C兼容接口能够以高达400MHz的时钟速率驱动器件，通过高电平有效的异步CLR输入能够将DAC复位至0，无需使用串口。
器件为驱动接口逻辑电路提供独立的电源输入。
MAX5112工作在-40℃～+105℃温度范围，提供3mm×3mm、36焊球WLP 和5mm×5mm、32引脚TQFN封装。
MAX5112的特点和优势：●低至3.0V的供电电压●集成多路复用器用于输出1和输出2●并行连接输出可增大电流或提高分辨率●I2C兼容串行接口●内部基准●过热保护●-40℃～+105℃温度范围●提供36焊球WLP或32引脚TQFN封装No. 003A/D前都需要加抗混叠滤波器吗？根据奈奎斯特采样定律，A/D的采样频率fs必须高于信号最高频率的两倍，因此一般A/D在进行数模转换前，都会在A/D前加一个抗混迭滤波器，滤去fs/2以上的频率，消除混迭失真的影响。
但有一种A/D前可以不加抗混叠滤波器，这种A/D就是Σ-ΔA/D转换器，Σ-Δ的采样频率非常高，通常远远大于fs，因此其抗高频干扰的能力很强，无需加抗混叠滤波器。
No. 004A/D转换器工作时的取样频率满足fs≥2fi（max）的要求就可以吗？还是越高越好？图2信号频率与采样频率fs≥2fi（max）是为了保证能用低通滤波器将取样信号恢复为原来的被取样信号。
这个低通滤波器的电压传输系数|A（f）|在低于fi（max）的范围内应保持不变，而在fs-fi（max）以前应迅速下降为0，如图2所示，因此A/D转换器工作时的取样频率必须高于fs≥2fi（max）所规定的频率。
取样频率提高以后留给每次进行转换的时间也相应缩短了，这就要求转换电路必须具备更快的工作速度。
因此，不能无限制地提高取样频率，通常取fs=（5～10）fi（max）可满足要求（除非利用过采样得到更高的精度）。
No. 005ADC的应用前景如何？ADC的主要发展趋势是：单片集成以硅为主导发展技术，并加速以硅为基础的异质结技术的发展；混合和模块集成ADC是军事/航天系统的主导产品，将与硅芯片技术并行发展，而且需建立在先进的芯片技术基础之上；低电源、低功耗、高速、高精度ADC是主导发展产品，其中16位100～200Hz及8～10位10GHz 的高性能ADC是新一代先进雷达、电子战和通信电子系统的关键器件之一，它们是重点发展目标；目前已有工艺技术能满足目标产品的制作，如Ⅵ/Ⅴ化合物半导体异质结技术，其晶体管的速度已大于50GHz；工艺技术中，双极（特别是异质结双极）、CMOS、BiCMOS将并行发展，加工尺寸已发展到亚半微米，将继续向深度发展。
近年来，ADC的市场呈稳步增长的发展趋势，它们在现代军用和民用电子系统中均显示出其重要地位。
No. 006ADC有何新发展？随着数字技术的发展，ADC也有了长足的进步和发展，新型的ADC正朝着低功耗、高速、高分辨率的方向发展，在此基础上，还要考虑功耗、体积、便捷、多功能、与计算机及通信网络的兼容性。
ADC主要的应用领域在不断拓宽，广泛应用于多媒体、通信、自动化、仪器仪表等领域。
对不同领域的不同要求，例如接口、电源、通道、内部配置，ADC都有相应的优化设计方法。
同时，用户使用时，不仅要考虑到ADC本身的工艺和电路结构，还应考虑到ADC的外围电路，如相应的信号调理电路等模拟电路的设计。
如在单电源、低功耗条件下设计新型的ADC时，为了解决单电源的输入和输出的动态范围问题，可以采用超高速补偿双极性（XFCB）工艺制造的电流反馈运算放大器；为了解决低电压、低电流条件下的低噪声低温漂基准电压问题，可以采用外加离子注入场效应管（XFET）基准源的方法；为了满足低功耗的要求，可以采用节能工作方式（Power Down）；为了设计出微型ADC，可采用减小体积的2线或3线制兼容的串行接口；为了减小信号源到整个A/D转换器的模拟信号通路中的误差，可以采用自校准技术纠正误差等No. 007不同的ADC转换方式各自有何不同特性？ADC的特性主要由其转换方式来决定，不同的转换方式有其不同的位数极限值，而相应的不理想特性误差主要由制造工艺来保证。
例如，制造8位ADC集成电路要求其电阻的匹配精度为0.05%以上。
下面就积分式、逐位比较式、跟踪比较式和Σ-Δ调制式比较说明，详见表1。
表1不同ADC转换方式的特性可见，ADC转换方式对ADC的综合精度（特别是分辨率）有一定的影响，因此，在应用中应视具体情况来分别选择。
一般来说，要想获得高精度特性，则必须牺牲一些其他方面的特性，如速度性能和价格特性等。
因此在工程应用中，设计者则常常采用折中的办法，针对应用的具体要求，采用合适的ADC集成电路，附加一定的辅助线路，从而实现性价比较好的转换方案。
No. 008如何选择与确定ADC转换位数？ADC转换位数的决定因素如下。
（1）系统总体精度系统总体精度分解到ADC部分的精度指标直接决定了ADC位数的选择，一般来说ADC的位数所对应的误差应低于精度指标1/4的值，因此从精度指标要求角度来说，尽量选用位数较高的ADC，位数越高，ADC的误差越小。
（2）可供选择ADC集成电路的位数及其精度同一型号的ADC集成块在位数相同时，其有效位数及精度值不尽相同，这在器件数据手册中可以看出。
一般来说，要获得全温度范围内的希望精度，ADC集成电路至少要牺牲掉1～2位位数。
（3）可供选择ADC集成电路的价格解决价格和位数矛盾的做法是：采用通用低廉型ADC集成电路，通过附加电路来增加整个系统的分辨率。
No. 009如何选择A/D转换的采样速率？采样就是依据采样定理按照一定的时间间隔从连续的模拟信号中抽取一系列的时间离散样值。
根据Nyquist采样定理，在理想的采样系统中，为了使采样信号能无失真地复现原输入信号，必须使采样频率至少为输入信号最高频率的两倍，否则将会出现频率混叠现象。
且在实际情况中，为保证采样精度，要求A/D 转换前必须设置低通环节以消除信号中无用的高频分量，采样频率要10倍于信号中可能的最高频率。
在条件许可时，可以采用远远大于信号中可能的最高频率的采样频率，即利用“过采样”来实现更高的精度。
No. 010A/D转换器的分辨率和精度相同吗？是不是分辨率越高精度就越高？分辨率和精度是两个不同的概念。
分辨率反映转换器所能分辨的被测量的最小值，常用输出二进制代码的位数来表示。
精度指转换的结果相对于实际的偏差。
分辨率的A/D转换器精度不一定相同，分辨率高的精度不一定高，而精度高分辨率必然也高。
No. 011A/D转换器转换正负电压的方法是什么？转换正负电压常用的方法是：将信号的正负用运算放大器变换至正电压，如信号是对称的，在信号输入为0时，调运算放大器的输出至1/2的参考电压，使A/D转换器输出数值为中点值，测量后要进行换算，如果A/D转换器输出数值大于中点值，则输入的信号为正，反之为负；信号的数值=A/D转换器输出数值-中点值。
但这个方法会使A/D转换器的分辨率降低一半。
No. 012A/D转换器的主要技术指标有哪些？（1）分辨率（Resolution）分辨率是指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2n 的比值。
分辨率又称精度，通常用数字信号的位数来表示。
（2）转换速率（Conversion Rate）转换速率是指完成一次从模拟转换到数字所需时间的倒数。
积分型A/D的转换时间是毫秒级，属低速A/D，逐次比较型A/D是微秒级，属中速A/D，全并行/串并行型A/D可达到纳秒级。
采样时间则是指两次转换的间隔。
为了保证转换的正确完成，采样速率（Sample Rate）必须小于或等于转换速率。
因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。
常用单位是kSPS和MSPS，表示每秒采样千/百万次（kilo / Million Samples per SeCond）。
（3）量化误差（Quantizing Error）由A/D的有限分辨率而引起的误差，即有限分辨率A/D的阶梯状转移特性曲线与无限分辨率A/D （理想A/D）的转移特性曲线（直线）之间的最大偏差。
通常是1个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。
（4）偏移误差（Offset Error）输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。
（5）满刻度误差（Full SCale Error）满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。
（6）线性度（Linearity）实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上三种误差。
（7）其他指标绝对精度（Absolute ACCuraCy）、相对精度（Relative ACCuraCy）、微分非线性、单调性和无错码、总谐波失真（Total HarmoniC Distotortion, THD）和积分非线性。
