AD粉

ad轉(zhuǎn)換器的主要指標(biāo)如下。 (1)分辨率(resolution)。指數(shù)字量變化一個(gè)最小量時(shí)模擬信號(hào)的變化量，定義為滿刻度與2n的比值。分辨率又稱精度，通常以數(shù)字信號(hào)的位數(shù)來表示。 (2)轉(zhuǎn)換速率(conversion rate)。是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的ad轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間的倒數(shù)。積分型ad的轉(zhuǎn)換時(shí)間是毫秒級(jí)屬低速ad，逐次比較型ad是微秒級(jí)屬中速ad，全并行/串并行型ad可達(dá)到納秒級(jí)。采樣時(shí)間則是另外一個(gè)概念，是指兩次轉(zhuǎn)換的間隔。為了保證轉(zhuǎn)換的正確完成，采樣速率(sample rate)必須小于或等于轉(zhuǎn)換速率。因此習(xí)慣上將轉(zhuǎn)換速率在數(shù)值上等同于采樣速率也是可以接受的。常用單位是ksps和msps，表示每秒采樣千/百萬次(kilo / million samples per second)。 (3)量化誤差(quantizing error)。由于ad的有限分辨率而引起的誤差，即有限分辨率ad的階梯狀轉(zhuǎn)移特性曲線與無限分辨率ad(理想ad)的轉(zhuǎn)移特性曲線(直線)之間的最大偏差。通常是1個(gè)或半個(gè)最小數(shù)字量的模擬變化量，表示為1lsb、1/2lsb。 (4)偏移誤差(offset error)。輸入信號(hào)為雷時(shí)輸出信號(hào)不為零的值，可外接電位器調(diào)至最小。 (5)滿刻度誤差(full scale error)。滿刻度輸出時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)與理想輸入信號(hào)值之差。 (6)線性度(lineafity)。實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移，不包括以上3種誤差。 ad的其他指標(biāo)還有絕對(duì)精度(absolute accuracy)、相對(duì)精度(relative accuracy)、微分非線性、單調(diào)性和無錯(cuò)碼、總諧波失真(thd，total harmonic distotortion)和積分非線性等。 對(duì)于ad轉(zhuǎn)換器，選取的標(biāo)準(zhǔn)主要決定于采樣頻率和位數(shù)，以及價(jià)格、供貨周期、應(yīng)用情況等其他因數(shù)。生產(chǎn)高速ad的主要廠家有ad公司、maxim公司以及ti公司(也就是bb公司)。這三家公司在高速ad上的產(chǎn)品種類不是很多，根據(jù)對(duì)各種ad芯片的查閱，選擇ti公司的ad轉(zhuǎn)換芯片ads5422。 ads5422是14bit的最高采樣頻率可達(dá)62msps的高速ad轉(zhuǎn)換芯片，采用單- 5v電源供電，在采樣頻率為10m時(shí)其最大動(dòng)態(tài)范圍為82db，最高信噪比達(dá)到72db，其數(shù)字量輸出可以直接和5v或者3.3v的cmos芯片連接，模擬量輸入的峰峰值為4v，可以直接輸人0.5~4.5v的模擬量，封裝形式為64腳的扁平四方封裝，目前ti的官方報(bào)價(jià)為29美元/片(一次購買千片以上的單價(jià))。國內(nèi)也有該芯片出售，國內(nèi)價(jià)格在300元左右。 14bit的ad轉(zhuǎn)換適應(yīng)信號(hào)的范圍為10lg(214)db=42db，基本上可以適應(yīng)各種應(yīng)用場合。ads5422的采樣頻率的大小由其輸人時(shí)鐘決定，輸入時(shí)鐘的范圍可以在16ns~1μs，輸人時(shí)鐘為16ns時(shí)對(duì)應(yīng)采樣頻率為62mhz，ad可以接受3v或者5v的ttl或者cm0s電平。dsp可以提供該時(shí)鐘信號(hào)，并且可以軟件設(shè)置輸人時(shí)鐘的各種特征量，包括時(shí)鐘頻率、高電平寬度等，基本上可以滿足ad5422對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的要求。這里確定ad的實(shí)際采樣頻率為60mhz。這樣，一秒鐘內(nèi)采樣的數(shù)據(jù)量為50m個(gè)，由于dsp系統(tǒng)無法及時(shí)處理這些數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理之前，必須將這些數(shù)據(jù)保存起來，使用Πfo保存1m個(gè)數(shù)據(jù)，也就是20ms內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)，1m個(gè)數(shù)據(jù)采集結(jié)束開始信號(hào)處理。由于高速ad采樣導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤。將設(shè)計(jì)多層板，加強(qiáng)布線的合理性，從電路板上盡可能去除干擾;其次提高算法的效率，節(jié)省計(jì)算時(shí)間。 和ads5422功能接近的其他型號(hào)的ad還有ad公司的ad9244。和ads5422相比，兩者數(shù)據(jù)位數(shù)都是14bit，在信噪比上兩者相近，時(shí)鐘輸入和操作方法相近，電源都是5v，輸出數(shù)字信號(hào)都可以和3.3v的芯片兼容;其主要優(yōu)點(diǎn)是功耗是ads5422的一半，500mw;其主要缺點(diǎn)是輸人模擬電壓峰峰值為ads5422的一半，只有2v。 ad公司其他的高速ad芯片還有ad6644，為其早期產(chǎn)品，操作方法和ads5422、ad9244不一樣，ad6644功耗達(dá)到1.3w。和ad9244相比，沒有什么優(yōu)點(diǎn)，ad9244是其替代產(chǎn)品。 高速ad的另外一個(gè)廠家maxim公司也有一批高速ad產(chǎn)品，但采樣頻率在40mhz以上沒有14bit數(shù)據(jù)的ad，其產(chǎn)品優(yōu)勢主要集中在中速ad上。

1)積分型(如TLC7135)

積分型AD工作原理是將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間(脈沖寬度信號(hào))或頻率(脈沖頻率)，然后由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器獲得數(shù)字值。其優(yōu)點(diǎn)是用簡單電路就能獲得高分辨率， 但缺點(diǎn)是由于轉(zhuǎn)換精度依賴于積分時(shí)間，因此轉(zhuǎn)換速率極低。初期的單片AD轉(zhuǎn)換器大多采用積分型，現(xiàn)在逐次比較型已逐步成為主流。

2)逐次比較型(如TLC0831)

逐次比較型AD由一個(gè)比較器和DA轉(zhuǎn)換器通過逐次比較邏輯構(gòu)成，從MSB開始，順序地對(duì)每一位將輸入電壓與內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)n次比較而輸出 數(shù)字值。其電路規(guī)模屬于中等。其優(yōu)點(diǎn)是速度較高、功耗低，在低分辯率(<12位)時(shí)價(jià)格便宜，但高精度(>12位)時(shí)價(jià)格很高。

3)并行比較型/串并行比較型(如TLC5510)

并行比較型AD采用多個(gè)比較器，僅作一次比較而實(shí)行轉(zhuǎn)換，又稱FLash(快速)型。由于轉(zhuǎn)換速率極高，n位的轉(zhuǎn)換需要2n-1個(gè)比較器，因此電路規(guī)模也極大，價(jià)格也高，只適用于視頻AD轉(zhuǎn)換器等速度特別高的領(lǐng)域。

串并行比較型AD結(jié)構(gòu)上介于并行型和逐次比較型之間，最典型的是由2個(gè)n/2位的并行型AD轉(zhuǎn)換器配合DA轉(zhuǎn)換器組成，用兩次比較實(shí)行轉(zhuǎn)換，所以稱為 Half flash(半快速)型。還有分成三步或多步實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的叫做分級(jí)(Multistep/Subrangling)型AD，而從轉(zhuǎn)換時(shí)序角度 又可稱為流水線(Pipelined)型AD，現(xiàn)代的分級(jí)型AD中還加入了對(duì)多次轉(zhuǎn)換結(jié)果作數(shù)字運(yùn)算而修正特性等功能。這類AD速度比逐次比較型高，電路 規(guī)模比并行型小。

4)Σ-Δ(Sigma?/FONT>delta)調(diào)制型(如AD7705)

Σ-Δ型AD由積分器、比較器、1位DA轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器等組成。原理上近似于積分型，將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間(脈沖寬度)信號(hào)，用數(shù)字濾波器處理后得到數(shù)字值。電路的數(shù)字部分基本上容易單片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音頻和測量。

5)電容陣列逐次比較型

電容陣列逐次比較型AD在內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器中采用電容矩陣方式，也可稱為電荷再分配型。一般的電阻陣列DA轉(zhuǎn)換器中多數(shù)電阻的值必須一致，在單芯片上生成高 精度的電阻并不容易。如果用電容陣列取代電阻陣列，可以用低廉成本制成高精度單片AD轉(zhuǎn)換器。最近的逐次比較型AD轉(zhuǎn)換器大多為電容陣列式的。

6)壓頻變換型(如AD650)

壓頻變換型(Voltage-Frequency Converter)是通過間接轉(zhuǎn)換方式實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的。其原理是首先將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率，然后用計(jì)數(shù)器將頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。從理論上講這種AD的分辨率幾乎可以無限增加，只要采樣的時(shí)間能夠滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個(gè)數(shù)的寬度。其優(yōu)點(diǎn)是分辯率高、功耗低、價(jià)格低，但是需要外部計(jì)數(shù)電路共同完成AD轉(zhuǎn)換。

AD8606: 精密、低噪聲、軌道軌輸入輸出、CMOS運(yùn)算放大器(雙路)

AD8605、AD8606和AD8608分別是單路、雙路和四路、軌道軌輸入和輸出、單電源放大器，具有極低失調(diào)電壓、低輸入電壓和電流噪聲以及寬信號(hào)帶寬等特性。這些放大器采用ADI公司的DigiTrim?調(diào)整專利技術(shù)，無需激光調(diào)整便可達(dá)到出色的精度。低失調(diào)、低噪聲、極低的輸入偏置電流和高速度特性相結(jié)合，使這些放大器適合各種應(yīng)用。濾波器、積分器、光電二極管放大器和高阻抗傳感器等器件均可受益于這些特性組合。寬帶寬和低失真特性則有益于音頻和其它交流應(yīng)用。具體應(yīng)用包括光學(xué)控制環(huán)路、便攜式和環(huán)路供電儀器儀表以及便攜式設(shè)備的音頻放大。AD8605、AD8606和AD8608的額定溫度范圍為?40°C至+125°C擴(kuò)展工業(yè)溫度范圍。AD8605單路放大器提供5引腳SOT-23和5引腳WLCSP兩種封裝。AD8606雙路放大器提供8引腳MSOP、8引腳WLSCP和窄體SOIC表貼三種封裝。AD8608四路放大器提供14引腳TSSOP和窄體14引腳SOIC兩種封裝。5引腳和8引腳WLCSP封裝器件是現(xiàn)有尺寸最小的表貼運(yùn)算放大器。WLCSP、SOT-23、MSOP和TSSOP封裝產(chǎn)品僅提供卷帶和卷盤形式。