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了解声卡的常见技术DAC和ADC 声卡是计算机中用于输入和输出音频信号的重要硬件设备，它能够将模拟音频信号转换为数字信号以便计算机处理，同时也能将数字信号转换为模拟信号以供外部设备播放。
在声卡中，常见的两项关键技术是数字模拟转换（DAC）和模数转换（ADC）。
一、数字模拟转换（DAC）数字模拟转换（Digital-to-Analog Converter，DAC）是声卡中的重要技术之一，主要用于将计算机内部生成的数字音频信号转换为模拟信号，以便输出到扬声器或其他音频设备上。
DAC技术的核心是将数字信号转换为模拟信号。
它通过将数字音频信号转换为一系列离散的模拟信号样本，再通过模拟滤波和放大等过程，还原出与原始音频信号相似的模拟音频信号。
在声卡中，DAC技术起到了至关重要的作用。
优质的DAC能够带来更高的音频还原度和更低的噪声水平，从而实现更好的音频质量。
DAC的技术参数包括采样率、位深度和信噪比等。
采样率是指每秒钟采集的样本数量，常见的采样率有44.1kHz和48kHz等。
位深度表示每个样本的精度，位深度越高，音频还原度越高。
信噪比则反映了DAC的输出信号与噪声的比值，信噪比越高，输出音频的清晰度越好。
二、模数转换（ADC）模数转换（Analog-to-Digital Converter，ADC）是声卡中另一个重要的技术，用于将模拟音频信号转换为数字信号，以便计算机进行处理和存储。
ADC技术的核心是将连续的模拟音频信号转换为一系列离散的数字音频样本，再通过量化和编码等过程，将连续的信号转化为离散的数字信号。
在声卡中，ADC技术的好坏直接影响着音频输入的质量。
高质量的ADC能够提供更高的采样率和更高的位深度，从而更准确地捕捉音频细节，保留音频的原始质量。
与DAC类似，ADC的技术参数也包括采样率和位深度。
采样率表示ADC每秒进行模拟信号采样的次数，常见的采样率有44.1kHz和48kHz等。
位深度则表示每个样本的精度，位深度越高，表示每个样本可以存储的信息越多，音频质量也会相应提高。
AD转换、DA转换是什么意思？ADC、DAC又是什么意思？展开全文A/D转换、D/A转换是什么意思？ADC、DAC又是什么意思？A/D转换=模拟/数字转换，意思是模拟讯号转换为数字讯号；D/A转换=数字/模拟转换，意思是数字讯号转换为模拟讯号；ADC=模拟/数字转换器，DAC=数字/模拟转换器。
什么是超取样？超取样有何作用？超取样是CD机中采用的一种技术，用于提高放音质量。
CD片上的数据讯号被读出后，通过DSP电路的插值处理，将44.1kHz的标准取样率提升一倍到数倍，这就是超取样。
为什么要超取样呢？这涉及到D/A转换之后的噪声滤除问题。
数码讯号经过D/A转换之后，会在音频频带以外的高端产生一个镜象频带，这是一种噪声，必须用低通滤波器滤除，否则经过非线性器件后会折回到音频频带内，对放音效果产生很大的破坏。
该镜像噪声频带的位置和取样频率有关，频率越高，镜像频带就离音频频带越远。
对于标准取样频率来说，必须用衰减十分陡峭的滤波器才能滤掉靠近音频频带的镜像噪声。
但衰减陡峭的滤波器很难设计，相位失真很大，难免会影响到音频频带的高端部分，使音质下降，这就是早期的CD机数码味比较重的重要原因。
如果采用超取样，就可以把镜像噪声推到远离音频频带的位置，这时只需要衰减平缓的低通滤波器就行了，设计难度大大降低，相位特性得以改善，使放音质量获得显著的改善。
数模转换器目录简介解析转换原理D/A转换器分类数模转换器的位数DAC简介数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。
D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。
模数转换器中一般都要用到数模转换器，模数转换器即A/D转换器，简称ADC，它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。
解析一种将二进制数字量形式的离散信号转换成以标准量（或参考量）为基准的模拟量的转换器，简称 DAC或D/A 转换器。
最常见的数模转换器是将并行二进制的数字量转换为直流电压或直流电流，它常用作过程控制计算机系统的输出通道，与执行器相连，实现对生产过程的自动控制。
ADC/DAC设计经典问答（转载）ADC/DAC设计经典问答（上）来源：美国国家半导体公司1. 什么是小信号带宽（SSBW）？小信号带宽（Small Signal Bandwidth (SSBW)）是指在指定的幅值输入信号及特定的频率下，它的输出幅值比低频时的输出幅值下降指定值时，该特定频率为小信号带宽。
2. 什么是共模电压（VCM）？共模电压（Common Mode Voltage (VCM )）是差动输入的两个引脚上相同的直流输入电压。
3. 什么是MSB（最高有效位）？MSB（最高有效位（Most Significant Bit）），是具有最大的值或权重的位。
它的值是满量程的一半。
4. 什么是采样（孔径）延时？采样（孔径）延时（Sampling (Aperture) Delay）是时钟输入的后边缘到采样开关打开所需的时间。
采样/保持电路有效地停止输入信号捕获，并进入“保持”模式，确定时钟延时后的采样。
5. 什么是满量程（FS）输入范围？满量程输入范围（Full Scale Input Range），是指模数转换器上数字化的输入电压的输入范围，既不低于这个范围也不超过这个范围。
比如 V REF + = 3.5V 和 VREF - = 1.5V, FS = (VREF + )-(VREF - ) = 2.0V。
6. 什么是时钟占空比？时钟占空比（Clock Duty Cycle）是时钟波形高电平时间和一个时钟周期总时间的比值。
7. 什么是位的有效数（ENOB ，或有效位）？位的有效数（ENOB ，或有效位）（Effective Number of Bits (ENOB, 或Effective Bits)）是信噪比和失真的比率，或SINAD的另一种表达方法。
ENOB定义为(SINAD -1.76)/ 6.02，这个位数(ENOB)表示转换器是与理想的模数转换器等效。
8. 什么是增益误差？增益误差是在第一个代码和最后一个代码发生转换时，实际输人电压与理想输人电压之差。
2、AD转换器的主要技术指标1）分辨率（Resolution）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2的比值。
分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。
2）转换速率（Conversion Rate）是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需要的时间的倒数。
积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比较型AD是微秒级属中速AD，全并行/串并行型AD可达到纳秒级。
采样时间则是另外一个概念，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）由于AD的有限分辩率而引起的误差，即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD（理想AD）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。
其它指标有：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 Distortion缩写THD）和积分非线性。
3、DA转换器DA转换器的内部电路构成无太大差异，一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。
大多数DA转换器由电阻阵列和N个电流开关（或电压开关）构成。
按数字输入值切换开关，产生比例于输入的电流（或电压）。
O(t)=0。
电路中各信号波形如图（图1 取样电路结构(a)取样与保持过程往往是通过取样-保持电路同时完成的。
取样图2 取样-保持电路原理图图2 取样-保持电路波形图电路由输⼊放⼤器A1、输出放⼤器A2、保持电容C H和开关驱动电路组成。
电路中要求取样-保持电路以由多种型号的单⽚集成电路产品。
如双极型⼯艺的有AD585、AD684；混合型⼯艺的有AD1154、SHC76等。
量化与编码数字信号不仅在时间上是离散的，⽽且在幅值上也是不连续的。
任何⼀个数字量的⼤⼩只能是某个规定的最⼩数量单位的整数倍。
为将模拟信号转换为数字量，在A/D转换过程中，还必须将取样-保持电路的输出电压，按某种近似⽅式归化到相应的离散电平上，这⼀转化过程称为数值量化，简称量化。
量化后的数值最后还需通过编码过程⽤⼀个代码表⽰出来。
经编码后得到的代码就是A/D转换器输出的数字量。
量化过程中所取最⼩数量单位称为量化单位，⽤△表⽰。
它是数字信号最低位为1时所对应的模拟量，即1LSB。
在量化过程中，由于取样电压不⼀定能被△整除，所以量化前后不可避免地存在误差，此误差称之为量化误差，⽤ε表⽰。
量化误差属原理误差，它是⽆法消除的。
A/D 转换器的位数越多，各离散电平之间的差值越⼩，量化误差越⼩。
量化过程常采⽤两种近似量化⽅式：只舍不⼊量化⽅式和四舍五⼊的量化⽅式。
１.只舍不⼊量化⽅式以3位A/D转换器为例，设输⼊信号v1的变化范围为0～8V，采⽤只舍不⼊量化⽅式时，取△=1V，量化中不⾜量化单位部分舍弃，如数值在0～1V之间的模拟电压都当作0△，⽤⼆进制数000表⽰，⽽数值在1～2V之间的模拟电压都当作1△，⽤⼆进制数001表⽰……这种量化⽅式的最⼤误差为△。
２.四舍五⼊量化⽅式 如采⽤四舍五⼊量化⽅式，则取量化单位△=8V/15，量化过程将不⾜半个量化单位部分舍弃，对于等于或⼤于半个量化单位部分按⼀个量化单位处理。
它将数值在0～8V/15之间的模拟电压都当作0△对待，⽤⼆进制000表⽰，⽽数值在8V/15～24V/15之间的模拟电压均当作1△，⽤⼆进制数001表⽰等。
ADC及DAC的名词解释在现代科技发展的浪潮中，ADC和DAC这两个名词经常出现在我们的视野中。
它们分别代表着模数转换器（Analog-to-Digital Converter）和数模转换器（Digital-to-Analog Converter）。
今天，让我们一起来深入了解这两个名词的含义和应用。
一、ADC的名词解释ADC，全称为模数转换器，是一种将模拟信号转换为数字信号的设备。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的、通过二进制代码表示的信号。
ADC的主要功能就是将采样的模拟信号转换为数字信号，使得计算机或其他数字设备能够处理和分析这些信号。
ADC的工作原理可以简单描述如下：首先，ADC对输入的模拟信号进行采样，即在一段时间内对信号进行周期性的测量。
接着，对每个采样值进行量化，将其转换为数字形式。
最后，经过编码和处理，数字信号被发送到计算机或其他设备进行处理和分析。
ADC广泛应用于各个领域。
在音频设备中，ADC将声音信号转换为数字信号，使得我们能够通过电脑、手机等设备收听和录制音频。
在医疗仪器中，ADC将生物电信号转换为数字信号，帮助医生进行诊断和治疗。
在工业控制系统中，ADC用于采集各种传感器产生的模拟信号，实现自动控制和监测。
二、DAC的名词解释DAC，全称为数模转换器，是一种将数字信号转换为模拟信号的设备。
与ADC相反，DAC的主要功能是将计算机或其他数字设备产生的数字信号转换为可以用于驱动音频、视频等模拟设备的模拟信号。
DAC的工作原理可以简单描述如下：首先，DAC接收到来自计算机或其他数字设备产生的数字信号。
然后，通过解码和处理，将这些数字信号转换为模拟信号。
最后，模拟信号被放大，以便能够驱动扬声器、显示器等设备。
DAC的应用范围也非常广泛。
在音频设备中，DAC将数字音频信号转换为模拟音频信号，使我们能够欣赏到高质量的音乐。
在视频设备中，DAC将数字视频信号转换为模拟视频信号，实现高清影像的播放。
采集时间采集时间是从释放保持状态（由采样-保持输入电路执行）到采样电容电压稳定至新输入值的1 LSB范围之内所需要的时间。
采集时间（Tacq）的公式如下：混叠根据采样定理，超过奈奎斯特频率的输入信号频率为“混叠”频率。
也就是说，这些频率被“折叠”或复制到奈奎斯特频率附近的其它频谱位置。
为防止混叠，必须对所有有害信号进行足够的衰减，使得ADC不对其进行数字化。
欠采样时，混叠可作为一种有利条件。
孔径延迟ADC中的孔径延迟（tAD）是从时钟信号的采样沿（下图中为时钟信号的上升沿）到发生采样时之间的时间间隔。
当ADC的跟踪-保持切换到保持状态时，进行采样。
孔径抖动孔径抖动（tAJ）是指采样与采样之间孔径延迟的变化，如图所示。
典型的ADC孔径抖动值远远小于孔径延迟值。
二进制编码（单极性）标准二进制是一种常用于单极性信号的编码方法。
二进制码（零至满幅）的范围为从全0 （00.。
.000）到全1的正向满幅值（11.。
.111）。
中间值由一个1 （MSB）后边跟全0 （10.。
.000）表示。
该编码类似于偏移二进制编码，后者支持正和负双极性传递函数。
双极性输入术语“双极性”表示信号在某个基准电平上、下摆动。
单端系统中，输入通常以模拟地为基准，所以双极性信号为在地电平上、下摆动的信号。
差分系统中，信号不以地为基准，而是正输入以负输入为参考，双极性信号则指正输入信号能够高于和低于负输入信号。
共模抑制（CMRR）共模抑制是指器件抑制两路输入的共模信号的能力。
共模信号可以是交流或直流信号，或者两者的组合。
共模抑制比（CMRR）是指差分信号增益与共模信号增益之比。
CMRR通常以分贝（dB）为单位表示。
串扰（Crosstalk）串扰表示每路模拟输入与其它模拟输入的隔离程度。
对于具有多路输入通道的ADC，串扰指从一路模拟输入信号耦合到另一路模拟输入的信号总量，该值通常以分贝（dB）为单位表示；对于具有多路输出通道的DAC，串扰是指一路DAC输出更新时在另一路DAC输出端产生的噪声总量。
微分非线性（DNL）误差对于ADC，触发任意两个连续输出编码的模拟输入电平之差应为1 LSB （DNL = 0），实际电平差相对于1 LSB的偏差被定义为DNL。
对于DAC，DNL误差为连续DAC编码的理想与实测输出响应之差。
理想DAC响应的模拟输出值应严格相差一个编码（LSB）（DNL = 0）。
（DNL指标大于或等于1LSB保证单调性。
）（见“单调”。
）数字馈通数字馈通是指DAC数字控制信号变化时，在DAC输出端产生的噪声。
在下图中，DAC输出端的馈通是串行时钟信号噪声的结果。
动态范围动态范围定义为器件本底噪声至其规定最大输出电平之间的范围，通常以dB表示。
ADC的动态范围为ADC能够分辨的信号幅值范围；如果ADC的动态范围为 60dB，则其可分辨的信号幅值为x至1000x。
对于通信应用，信号强度变化范围非常大，动态范围非常重要。
如果信号太大，则会造成ADC输入过量程；如果信号太小，则会被淹没在转换器的量化噪声中。
有效位数（ENOB）ENOB表示一个ADC在特定输入频率和采样率下的动态性能。
理想ADC的误差仅包含量化噪声。
当输入频率升高时，总体噪声（尤其是失真分量）也增大，因此降低ENOB和SINAD（参见“信号与噪声+失真比（SINAD）”）。
满幅、正弦输入波形的ENOB由下式计算：加载-感应输出一种测量技术，在电路的远端点加载电压（或电流），然后测量（检测）产生的电流（或电压）。
例如，带有集成输出放大器的DAC有时就包含加载-感应输出。
输出放大器可提供反相输入用于外部连接，反馈通路必须通过外部形成闭环。
全功率带宽（FPBW）ADC工作时施加的模拟输入信号等于或接近转换器的规定满幅电压。
然后将输入频率提高到某个频率，使数字转换结果的幅值降低3dB。
该输入频率即为全功率带宽。
满幅（FS）误差满幅误差为触发跳变至满幅编码的实际值与理想模拟满幅跳变值之差。
满幅误差等于“失调误差+增益误差”，如下图所示。
FS增益误差（DAC）数/模转换器（DAC）的满幅增益误差为实际与理想输出跨距之差。
实际跨距为输入设置为全1时与输入设置为全0时的输出之差。
所有数据转换器的满幅增益误差都与选择用于测量增益误差的基准有关。
增益误差ADC或DAC的增益误差表示实际传递函数的斜率与理想传递函数的斜率的匹配程度。
增益误差通常表示为LSB或满幅范围的百分比（%FSR），可通过硬件或软件校准进行消除。
增益误差等于满幅误差减去失调误差。
增益误差漂移增益误差漂移指环境温度引起的增益误差变化，通常表示为ppm/°C。
增益一致性增益一致性表示多通道ADC中所有通道增益的匹配程度。
为计算增益的一致性，向所有通道施加相同的输入信号，然后记录最大的增益偏差，通常用dB表示。
尖峰脉冲尖峰脉冲指MSB跳变时在DAC输出端产生的电压瞬态振荡，通常表示为nV？s，等于电压-时间曲线下方的面积。
谐波周期信号的谐波为信号基频整数倍的正弦分量。
积分非线性（INL）误差对于数据转换器，积分非线性（INL）是实际传递函数与传递函数直线的偏差。
消除失调误差和增益误差后，该直线为最佳拟合直线或传递函数端点之间的直线。
INL往往被称为“相对精度”。
互调失真（IMD）IMD是指由于电路或器件的非线性产生的原始信号中并不存在的新频率分量的现象。
IMD包括谐波失真和双音失真。
测量时，将其作为将所选交调产物（即IM2至IM5）的总功率与两个输入信号（f1和f2）的总功率之比。
2阶至5阶交调产物如下：²2阶交调产物（IM2）：f1 + f2、f2 - f1²3阶交调产物（IM3）：2 x f1 - f2、2 x f2 - f1、2 x f1 + f2、2 x f2 + f1²4阶交调产物（IM4）：3 x f1 - f2、3 x f2 - f1、3 x f1 + f2、3 x f2 + f1²5阶交调产物（IM5）：3 x f1 - 2 x f2、3 x f2 - 2 x f1、3 x f1 + 2 x f2、3 x f2 + 2 x f1最低有效位（LSB）在二进制数中，LSB为最低加权位。
通常，LSB为最右侧的位。
对于ADC或DAC，LSB的权重等于转换器的满幅电压范围除以2N，其中N为转换器的分辨率。
对于12位ADC，如果满幅电压为2.5V，则1LSB = （2.5V/212） = 610μVMSB跳变MSB 跳变（中间刻度点）时，MSB由低电平变为高电平，其它所有数据位则由高电平变为低电平；或者MSB由高电平变为低电平，而其它数据位由低电平变为高电平。
例如，01111111变为10000000即为MSB跳变。
MSB跳变往往产生最严重的开关噪声（见尖峰脉冲）。
/b》单调在序列中，如果对于每个n，Pn + 1总是大于或等于Pn，则说该序列单调增大；类似地，如果对于每个n，Pn + 1总是小于或等于Pn，则说该序列单调减小。
对于DAC，如果模拟输出总是随DAC编码输入的增大而增大，则说该DAC是单调的；对于ADC，如果数字输出编码总是随模拟输入的增大而增大，则说该ADC是单调的。
如果转换器的DNL误差不大于±1LSB，则能够保证单调。
最高有效位（MSB）在二进制数中，MSB为最高加权位。
通常，MSB为最左侧的位。
乘法DAC （MDAC）乘法DAC允许将交流信号施加至基准输入。
通过将感兴趣的信号连接至基准输入，并利用DAC编码缩放信号，DAC可用作数字衰减器。
无丢失编码当斜线上升信号施加至ADC的模拟输入端时，如果ADC产生所有可能的数字编码，则该ADC 无丢失编码。
奈奎斯特频率奈奎斯特定理说明：ADC的采样率必须至少为信号最大带宽的两倍才能无失真地完整恢复模拟信号。
该最大带宽被称为奈奎斯特频率。
偏移二进制编码偏移二进制是一种常用于双极性信号的编码方法。
在偏移二进制编码中，负向最大值（负向满幅值）用全0 （00.。
.000）表示，正向最大值（正向满幅值）用全1 （11.。
.111）表示。
零幅由一个1 （MSB）后边跟全0 （10.。
.000）表示。
该方法与标准二进制类似，后者常用于单极性信号（参见二进制编码，单极性）。
失调误差（双极性）双极性转换器失调误差的测量与单极性转换器失调误差的测量类似，但在双极性传递函数的中间点测量零幅处的误差（参见失调误差单极性）失调误差（单极性）失调误差常称为“零幅”误差，指在某个工作点，实际传递函数与理想传递函数的差异。
对于理想数据转换器，第一次跳变发生在零点以上0.5LSB处。
对于ADC，向模拟输入端施加零幅电压并增加，直到发生第一次跳变；对于DAC，失调误差为输入编码为全0时的模拟输出。
失调误差漂移失调误差漂移指环境温度引起的失调误差变化，通常表示为ppm/°C。
过采样对于ADC，如果采样模拟输入的频率远远高于奈奎斯特频率，则称为过采样。
过采样有效降低了噪底，所以提高ADC的动态范围。
提高动态范围又进而提高了分辨率。
过采样是Σ-Δ ADC 的基础。
相位匹配相位匹配表示施加至多通道ADC所有通道的完全相同信号的相位匹配程度。
相位匹配指所有通道中的最大相位偏移，通常用度表示。
电源抑制比（PSRR）电源抑制比（PSRR）指电源电压变化与满幅误差变化之比，以dB表示。
量化误差对于ADC，量化误差定义为实际模拟输入与表示该值的数字编码之间的差异（参见“量化”）。
比例测量施加至ADC电压基准输入的电压不是恒定电压，而是与施加至变送器（即负载单元或电桥）的信号成比例。
这种类型的测量称为比例测量，它消除了基准电压变化引起的所有误差。
下图中使用电阻桥的方法就是比例测量的一个例子。
分辨率ADC分辨率为用于表示模拟输入信号的位数。
为了更准确地复现模拟信号，就必须提高分辨率。
使用较高分辨率的ADC也降低量化误差。
对于DAC，分辨率与此类似：DAC的分辨率越高，增大编码时在模拟输出端产生的步进越小。
有效值（RMS）交流波形的RMS值为有效直流值或该信号的等效直流信号。
计算交流波形的RMS值时，先对交流波形进行平方以及时间平均，然后取其平方根。
对于正弦波，RMS值为峰值的 2/2 （或0.707）倍，也就是峰-峰值的0.354倍。
采样率/频率采样率或采样频率以“采样/秒”（sps）表示，指ADC采集（采样）模拟输入的速率。
对于每次转换执行一次采样的ADC（如SAR、Flash ADC或流水线型ADC），采样速率也指吞吐率。
对于Σ-Δ ADC，采样率一般远远高于数据输出频率。
建立时间对于DAC，建立时间是从更新（改变）其输出值的命令到输出达到最终值（在规定百分比之内）之间的时间间隔。
建立时间受输出放大器的摆率和放大器振铃及信号过冲总量的影响。
