D/A和A/D 转换器的转换原理

大家好，D/A和A/D小编来为大家解答。呢，很多朋友还不理解，现在让我们一起来介绍下，希望能帮助到你！

一、数模转换器的基本原理和分类

t型电阻网络D/A转换器；

二、输出电压与数字量的对应关系

三。数模转换器的主要性能指标

1.解决

分辨率是指输入数字量的最低有效位(LSB)发生变化时，输出模拟量(电压或电流)的变化。它反映了输出模拟的最小变化值。

分辨率与输入数字量的位数有确定的关系，可以表示为fs/2 n，fs代表满量程输入值，n为二进制位数。对于5V的满量程，使用8位DAC时，分辨率为5V/256 = 19.5mv；使用12位DAC时，分辨率为5v/4096 = 1.22mv..显然，多分辨率的位数越多，它就越高。

2.线性

线性度(也称为非线性误差)是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。通常表示为满量程的百分比。例如，1%意味着实际输出值和理论值之间的差异在满量程的1%以内。

3.绝对精度和相对精度

绝对精度(简称precision)是指在整个校准范围内，任意输入数字对应的模拟量的实际输出值与理论值之间的最大误差。绝对精度由DAC的增益误差(数字输入全为1时实际输出值与理想输出值之差)、零点误差(数字输入全为0时DAC的非零输出值)、非线性误差和噪声引起。绝对精度(即最大误差)应小于1 LSB。

相对精度和绝对精度具有相同的含义，用最大误差相对于满量程的百分比来表示。

4、成立时间

建立时间指的是当输入数字量以满量程变化时，输出模拟信号达到满量程值的1/2 LSB所需的时间。它是描述D/A转换速率的一个动态指标。

电流输出DAC的建立时间很短。电压输出DAC的建立时间主要取决于运算放大器的响应时间。根据建立时间的长短，DAC可分为超高速(

需要注意的是，精度和分辨率在某种程度上是相关的，但概念是不同的。当DAC位数较大时，分辨率会提高，影响精度的量化误差会减小。但是其他误差的影响(例如温度漂移、较差的线性度等。)还是会让DAC的精度变差。

四:芯片示例

1:DAC0832

DAC0832是一款非常常用的8位DAC。由于其片内输入数据寄存器，可以直接与单片机接口。DAC0832以电流的形式输出，需要转换成电压输出时，可以外接运算放大器。属于这个系列的芯片还有DAC0830和DAC0831，它们可以互相替换。DAC0832的主要特性:

分辨率8位;电流建立时间1μS;数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式;输出电流线性度可在满量程下调节;逻辑电平输入与TTL电平兼容;单一电源供电(+5V～+15V);低功耗，20mW。

pin描述:

2:DAC0832三种工作模式

1.单缓冲工作模式

这种方法适用于只有一个模拟输出或多个模拟输出但不需要同步的系统。

即:默认CS = XFER = 0，ILE = 1；WR是单独控制的。缓冲只由WR一个人控制。

1.1单极性模拟输出

1.2:双极性模拟输出电压

双极性输出的分辨率比单极性输出低1/2，因为对于双极性输出，最高有效位是符号位，只有7位。

2、双缓冲工作模式

多路D/A转换输出，如果需要同步，应采用双缓冲同步模式。

即:默认CS = 0 ILE = 1；WR和XFER是分开控制的，缓冲由WR和XFER控制。

3.直通工作模式

当DAC0832芯片的片选信号CS、写信号WR和传输控制信号XFER的引脚都接地，且允许输入锁存信号ILE的引脚接+5V时，DAC0832芯片将处于直接工作模式。数字量一旦输入，就会直接进入DAC寄存器进行D/A转换。

即:CS = WR = XFER = 0，ILE = 1；

模数转换器

一、逐次逼近型ADC的转换原理

二、双积分ADC的转换原理

三、A/D转换器的主要技术指标

1.解决

ADC的分辨率是指输出数字量改变一个相邻数字量所需的输入模拟电压的变化。常用于二进制数字。例如，12位ADC的分辨率为12位，或者分辨率为满量程FS的1/2 n。一个10V满量程12位ADC可以分辨输入电压的最小变化为10V× 1/2 12 = 2.4 MV。

2.量化误差

ADC将模拟量转换成数字量，模拟量近似用数字量表示。这个过程叫做量子化。量化误差是ADC有限位数对模拟量进行量化所产生的误差。事实上，要准确表示模拟量，ADC的位数需要非常大，甚至无限大。有限分辨率ADC的阶梯转换特性曲线与无限分辨率ADC的转换特性曲线(直线)的最大偏差是量化误差。

3.偏移误差

失调误差是指输入信号为零时，输出信号不为零的值，所以有时称为零值误差。假设ADC没有非线性误差，其转换特性曲线中每一步中点的连线一定是一条直线，这条直线与横轴相交所对应的输入电压值就是失调误差。

4.满量程误差

满量程误差也称为增益误差。ADC的满量程误差指实际输入电压与满量程输出数字对应的理想输入电压之差。

5.线性

线性度有时也称为非线性度，是指转换器的实际转换特性与理想直线之间的最大偏差。

6.绝对精度

在转换器中，任意数字对应的实际模拟输入与理论模拟输入之间的最大差值称为绝对精度。对于ADC，可以在每一步的水平中点进行测量，包括所有误差。

7.汇率

ADC的转换速率是数据转换可以重复进行的速度，即每秒的转换次数。完成模数转换所需的时间(包括建立时间)是转换速率的倒数。

四:AD080X演示

如果PIN5以中断的方式通知CPU，则与外部中断相连，否则可以暂停PIN 5，直接延时读取。

启动时序图如下:

代码演示:

[cpp]查看普通副本打印？

无效启动()

{

CS = 0；

WR = 1；WR = 0；WR = 1；

/*等待INTR转到0*/

}

阅读时序图:

代码演示:

[cpp]查看普通副本打印？

void ReadAD()

{

/* INTR去了0*/

CS = 0；

RD = 1；RD = 0；/* delay */RD = 1；

/*阅读*/

}