数字电路中的模数转换器和数模转换器

2023-06-03 15:00:25 业界科普

模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)是数字电路中常见的组件。ADC将模拟信号转换为数字信号,而DAC则将数字信号转换为模拟信号。以下是关于这两个组件的一些详细信息:

模数转换器(ADC)

ADC是将模拟信号转换为数字信号的设备。它是一个滤波、采样保持、量化和编码的过程。模拟信号经过带限滤波、采样保持电路,成为梯形信号,再经过编码器,使梯形信号中的每一级都变成二进制码。最后,模拟量被转换成数字量,然后传送到CPU。几乎所有的通电数据都需要经过ADC转换。例如电能表的电能计量、电子秤的重量测量、电子温度计的温度测量、通讯领域。

ADC的一些常见参数包括:

1、分辨率:分辨率是指ADC可以将模拟信号分成多少个数字级别,通常以位为单位表示。例如,12位ADC可以将模拟信号分成2^12(即4096)个数字级别。

2、采样率:采样率是指ADC每秒可以采样多少次。它通常以赫兹(Hz)为单位表示。例如,一个ADC的采样率为1kHz,则它每秒可以采集1000个样本。

3、信噪比(SNR):信噪比是指ADC输出信号与噪声信号之间的比例。它通常以分贝(dB)为单位表示。较高的信噪比表示较低的噪声水平和更准确的信号转换。

4、有效位数(ENOB):有效位数是指ADC输出数字的有效位数,它通常小于分辨率。例如,12位ADC的ENOB可能只有10位,因为最高两位可能受到噪声的影响。

ADC的实现方式有多种,包括:

1、逐次逼近型ADC:逐次逼近型ADC是一种基于比较的ADC,它通过逐步逼近输入信号的值来完成模拟信号到数字信号的转换。它是最常用的ADC类型之一,因为它具有简单的电路结构和较高的分辨率。

2、闪存型ADC:闪存型ADC也是一种基于比较的ADC,它通过比较输入信号与多个参考电压之间的关系来完成模拟信号到数字信号的转换。由于它需要多个比较器和参考电压,因此成本较高,但具有较高的采样率和分辨率。

3、逐次逼近型-积分型ADC:逐次逼近型-积分型ADC结合了逐次逼近型ADC和积分型ADC的优点,具有较高的分辨率和较低的噪声水平。

数模转换器(DAC)

DAC是将数字信号转换为模拟信号的设备。它接收数字信号并将其转换为对应的模拟信号输出。

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