模数、数模转换及应用课件.pptVIP

2.A/D轉換器的主要性能指標?(1)解析度。習慣上以輸出的二進位位數或BCD碼位數表示解析度。如一個輸出為8位二進位數的A/D轉換器，稱其解析度為8位。也可以用對應於1LSB的輸入模擬電壓來表示解析度。解析度還可以用百分數來表示，例如8位A/D轉換器的解析度百分數為（1/256）×100%=0.39%。(2)量化誤差。A/D轉換是用數字量對模擬量進行量化。由於存在最小量化單位，在轉換中就會出現誤差，仍以上述0~4.99V轉換為二進位數000~111的A/D轉換器為例，模擬量1.42V對應於數字量010；而（1.42V-1/2LSB）~(1.42V+1/2LSB)也都對應於010，這樣就帶來了轉換誤差。這一誤差稱為量化誤差。理想A/D轉換器的量化誤差為±LSB，如下圖所示。(3)轉換精度。轉換精度是指一個實際的A/D轉換器與理想的A/D轉換器相比的轉換誤差。絕對精度一般以LSB為單位給出。相對精度則是絕對精度與滿量程的比值。不同廠家生產的A/D轉換器的轉換精度指標的表達方式可能不同。有的給出綜合誤差指標，有的給出分項誤差指標。通常誤差指標有失調誤差（零點誤差）、增益誤差（滿量程誤差）、非線性誤差和微分非線性誤差。下麵分別介紹這些誤差。圖理想的A/D轉換曲線圖D/A轉換輸出的模擬量曲線由於數字量不是連續的，其轉換後的模擬量自然就不是連續的。同時由於電腦每次輸出數據和D/A轉換器進行轉換需要一定的時間，因此實際上D/A轉換器輸出的模擬量隨時間的變化曲線不是連續的，而呈階梯狀如圖所示。圖中時間座標的最小分度ΔT是相鄰的兩次輸出數據的時間間隔，模擬量座標的最小分度是1LSB。但如果D/A轉換器的解析度較高，ΔT很短，那麼這條曲線的臺階就很密，基本上就是連續的。在實際應用中，常選用電流輸出型來實現電壓輸出，即通過外接的運算放大器把D／A轉換器的輸出電流轉換成電壓。在實際應用中，有時僅要求輸出是單方向的，即單極性輸出，其電壓通常為0~+5V或0～+10V；有時則要求輸出是雙方向的，即雙極性輸出，如電壓為±5V、±10V。單極性和雙極性輸出電路分別由圖(a)和(b)所示。對於D/A轉換器內有回饋電阻Rfb的，有時可不接R1電阻，由A1的輸出直接連到晶片Ro引腳。VREF的極性可正可負，當其極性改變時，輸出模擬電壓Vout極性相應改變。由於雙極性輸出要正負輸出，把變化的動態範圍相應增加了一倍，因此，雙極性輸出較單極性輸出靈敏度降低一倍。(1)解析度。解析度是當輸入數字量發生單位數碼變化（即1LSB）時，所對應的輸出模擬量的變化量，即等於模擬量輸出的滿量程值的（N為數字量位數）。解析度也可以用相對值（1/2N）百分率表示。在實際應用中，又常用數字量的位數來表示解析度。(2)轉換精度。轉換精度是指一個實際的D/A轉換器與理想的D/A轉換器相比較的轉換誤差。理想的D/A轉換器特性如下圖所示。精度反映D/A轉換的總誤差。其主要誤差有失調誤差、增益誤差、非線性誤差和微分非線性誤差。2.主要技術指標圖理想的D/A轉換特性000模擬量001010011100101111110數字量③非線性誤差。非線性誤差是實際轉換特性曲線與理想轉換特性曲線之間的最大偏差。一般要求此誤差不大於±LSB。D/A轉換器的失調和增益調整一般不能完全消除非線性誤差，但可以使之顯著減小。④微分非線性誤差。微分非線性誤差是指任意兩個相鄰數碼所對應的模擬量間隔與理想值之間的偏差。(3)建立時間。當D/A轉換器的輸入數據發生變化後，輸出模擬量達到穩定數值，即進入規定的精度範圍內所需要的時間。(4)溫度係數。D/A轉換器的各項性能指標一般在環境溫度為25℃下測定。環境溫度的變化會對D/A轉換精度產生影響，這一影響分別用失調溫度係數、增益溫度係數和微分非線性溫度係數來表示。這些係數的含義是當環境溫度變化1℃時該項誤差的相對變化率，單位是×10-6/℃。11.2.2常用的D/A轉換晶片D/A轉換器的類型很多。從輸入電路來說，一般的D/A轉換器都帶有輸入寄存器，與微機能直接連接；有的具有兩極