a/d 轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器,或簡稱 adc,通常是指一個(gè)將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。 通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實(shí)際意義,僅僅表示一個(gè)相對大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn),比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度,通常用輸出的數(shù)字信號的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號的位數(shù)越多,表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號的能力越強(qiáng),轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。
軟件名稱 | a/d 轉(zhuǎn)換器 | 軟件語言 | 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 |
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簡稱 | adc |
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)間是毫秒級屬低速ad,逐次比較型ad是微秒級屬中速ad,全并行/串并行型ad可達(dá)到納秒級。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)。輸入信號為雷時(shí)輸出信號不為零的值,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)對應(yīng)的輸入信號與理想輸入信號值之差。 (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)還有絕對精度(absolute accuracy)、相對精度(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,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對時(shí)鐘信號的要求。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)束開始信號處理。由于高速ad采樣導(dǎo)致信號不穩(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。
d/a轉(zhuǎn)換器是計(jì)算機(jī)或其它數(shù)字系統(tǒng)與模擬量控制對象之間聯(lián)系的橋梁,它的任務(wù)是將離散的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化的模擬信號。在工業(yè)控制領(lǐng)域中,d/a轉(zhuǎn)換器是不可缺少的重要組成部分。
以下以一個(gè)四位的d/a轉(zhuǎn)換器說明d/a轉(zhuǎn)換器的工作原理: 當(dāng)d3=1 i3=vd/2r=vref/(1×2r) 當(dāng)d3=0 i3=0 當(dāng)d2=1 i2=vd/2r=vref/(2×2r) 當(dāng)d2=0 i2=0 當(dāng)d1=1 i1=vd/2r=vref/(4×2r) 當(dāng)d1=1 i1=0 當(dāng)d0=1 i0=vd/2r=vref/(8×2r) 當(dāng)d0=1 i0=0 vout=-iout1×rf 由此可見:隨著d3-d0的取值(0、1)的不同在運(yùn)放輸出端可以得到不同的電壓量。如果用數(shù)字量來控制電子開關(guān)的通斷(1表示接通,0表示斷開) 例如:d3d2d1d0 vout 0000 0v 0001 1/24vref*rf/r 0010 2/24 vref*rf/r 0011 3/24 vref*rf/r 15/24 vref*rf/r 可見:在輸出端可得到與輸入數(shù)字量成正比的模擬電壓量。
AD轉(zhuǎn)換器ad轉(zhuǎn)換器的分類
下面簡要介紹常用的幾種類型的基本原理及特點(diǎn):積分型、逐次逼近型、并行比較型/串并行型、∑-Δ調(diào)制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。 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)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)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。 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(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)代的分級型ad中還加入了對多次轉(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)∑-Δ(sigma?/font>delta)調(diào)制型(如ad7705) ∑-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,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)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。
什么叫AD轉(zhuǎn)換器,什么叫DA轉(zhuǎn)換器
AD,DA中的A指模擬信號,D指數(shù)字信號,ADC指模擬信號到數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器,把電壓值電流值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼,DAC指數(shù)字信號到模擬信號轉(zhuǎn)換器,把二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成電壓電流
精度與AD的設(shè)計(jì)是有關(guān)系的,而分辯率是只與位數(shù)有關(guān)系的分辨率是可以計(jì)算的,U/2^位數(shù) 你的例子就是 10V/2^16=0.1526mV精度絕對值肯定是>分辯率的精度是需要測量出...
大家都知道,從一個(gè)房間走到另一個(gè)房間,必然要經(jīng)過一扇門。同樣,從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息,也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”,這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。顧名思義,網(wǎng)關(guān)(Gateway)就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“...
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AD轉(zhuǎn)換器及其接口設(shè)計(jì)
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)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(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)代的分級型AD中還加入了對多次轉(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,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。
本文件規(guī)定了工業(yè)級高可靠AD轉(zhuǎn)換器(以下簡稱ADC)和DA轉(zhuǎn)換器(以下簡稱DAC)的檢測要求、檢測方法和檢驗(yàn)規(guī)則等。
本文件適用于工業(yè)級高可靠AD轉(zhuǎn)換器和DA轉(zhuǎn)換器的鑒定驗(yàn)收和評價(jià)檢測活動。
AD轉(zhuǎn)換器介紹
1. AD轉(zhuǎn)換器的分類
下面簡要介紹常用的幾種類型的基本原理及特點(diǎn):積分型、逐次逼近型、并行比較型/串并行型、Σ-Δ調(diào)制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。
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)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(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)代的分級型AD中還加入了對多次轉(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,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。
2. AD轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)
1)分辯率(Resolution) 指數(shù)字量變化一個(gè)最小量時(shí)模擬信號的變化量,定義為滿刻度與2n的比值。分辯率又稱精度,通常以數(shù)字信號的位數(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)間是毫秒級屬低速AD,逐次比較型AD是微秒級屬中速AD,全并行/串并行型AD可達(dá)到納秒級。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。因此有人習(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的有限分辯率而引起的誤差,即有限分辯率AD的階梯狀轉(zhuǎn)移特性曲線與無限分辯率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) 輸入信號為零時(shí)輸出信號不為零的值,可外接電位器調(diào)至最小。
5)滿刻度誤差(Full Scale Error) 滿度輸出時(shí)對應(yīng)的輸入信號與理想輸入信號值之差。
6)線性度(Linearity) 實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移,不包括以上三種誤差。
其他指標(biāo)還有:絕對精度(Absolute Accuracy) ,相對精度(Relative Accuracy),微分非線性,單調(diào)性和無錯(cuò)碼,總諧波失真(Total Harmonic Distotortion縮寫THD)和積分非線性。
3. DA轉(zhuǎn)換器
DA轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部電路構(gòu)成無太大差異,一般按輸出是電流還是電壓、能否作乘法運(yùn)算等進(jìn)行分類。大多數(shù)DA轉(zhuǎn)換器由電阻陣列和n個(gè)電流開關(guān)(或電壓開關(guān))構(gòu)成。按數(shù)字輸入值切換開關(guān),產(chǎn)生比例于輸入的電流(或電壓)。此外,也有為了改善精度而把恒流源放入器件內(nèi)部的。一般說來,由于電流開關(guān)的切換誤差小,大多采用電流開關(guān)型電路,電流開關(guān)型電路如果直接輸出生成的電流,則為電流輸出型DA轉(zhuǎn)換器。此外,電壓開關(guān)型電路為直接輸出電壓型DA轉(zhuǎn)換器。
1)電壓輸出型(如TLC5620)
電壓輸出型DA轉(zhuǎn)換器雖有直接從電阻陣列輸出電壓的,但一般采用內(nèi)置輸出放大器以低阻抗輸出。直接輸出電壓的器件僅用于高阻抗負(fù)載,由于無輸出放大器部分的延遲,故常作為高速DA轉(zhuǎn)換器使用。
2)電流輸出型(如THS5661A)
電流輸出型DA轉(zhuǎn)換器很少直接利用電流輸出,大多外接電流—電壓轉(zhuǎn)換電路得到電壓輸出,后者有兩種方法:一是只在輸出引腳上接負(fù)載電阻而進(jìn)行電流—電壓轉(zhuǎn)換,二是外接運(yùn)算放大器。用負(fù)載電阻進(jìn)行電流—電壓轉(zhuǎn)換的方法,雖可在電流輸出引腳上出現(xiàn)電壓,但必須在規(guī)定的輸出電壓范圍內(nèi)使用,而且由于輸出阻抗高,所以一般外接運(yùn)算放大器使用。此外,大部分CMOSDA轉(zhuǎn)換器當(dāng)輸出電壓不為零時(shí)不能正確動作,所以必須外接運(yùn)算放大器。當(dāng)外接運(yùn)算放大器進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換時(shí),則電路構(gòu)成基本上與內(nèi)置放大器的電壓輸出型相同,這時(shí)由于在DA轉(zhuǎn)換器的電流建立時(shí)間上加入了達(dá)算放入器的延遲,使響應(yīng)變慢。此外,這種電路中運(yùn)算放大器因輸出引腳的內(nèi)部電容而容易起振,有時(shí)必須作相位補(bǔ)償。
3)乘算型(如AD7533)
DA轉(zhuǎn)換器中有使用恒定基準(zhǔn)電壓的,也有在基準(zhǔn)電壓輸入上加交流信號的,后者由于能得到數(shù)字輸入和基準(zhǔn)電壓輸入相乘的結(jié)果而輸出,因而稱為乘算型DA轉(zhuǎn)換器。乘算型DA轉(zhuǎn)換器一般不僅可以進(jìn)行乘法運(yùn)算,而且可以作為使輸入信號數(shù)字化地衰減的衰減器及對輸入信號進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制器使用。
4)一位DA轉(zhuǎn)換器
一位DA轉(zhuǎn)換器與前述轉(zhuǎn)換方式全然不同,它將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為脈沖寬度調(diào)制或頻率調(diào)制的輸出,然后用數(shù)字濾波器作平均化而得到一般的電壓輸出(又稱位流方式),用于音頻等場合。
4. DA轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo):
1)分辯率(Resolution) 指最小模擬輸出量(對應(yīng)數(shù)字量僅最低位為‘1’)與最大量(對應(yīng)數(shù)字量所有有效位為‘1’)之比。
2)建立時(shí)間(Setting Time) 是將一個(gè)數(shù)字量轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定模擬信號所需的時(shí)間,也可以認(rèn)為是轉(zhuǎn)換時(shí)間。DA中常用建立時(shí)間來描述其速度,而不是AD中常用的轉(zhuǎn)換速率。一般地,電流輸出DA建立時(shí)間較短,電壓輸出DA則較長。
其他指標(biāo)還有線性度(Linearity),轉(zhuǎn)換精度,溫度系數(shù)/漂移。
說明:⑴ 注①:當(dāng)電池標(biāo)志閃爍時(shí),表示電池電壓已低于2.5V,用戶需在30天內(nèi)更換電池,在此時(shí)間內(nèi),系統(tǒng)仍能正常工作。注②:在密碼輸入屏?xí)r,不輸入密碼或者密碼輸入錯(cuò)誤按下“SET”鍵,可以查看各設(shè)置項(xiàng),但不能修改。⑵ 所有狀態(tài)下,按住“SHT”鍵再按“INC”鍵,均不保存當(dāng)前修改設(shè)置并返回測量界面。⑶ 各參數(shù)設(shè)置屏意義,詳見《D3型功能設(shè)置對照表》。 | ||||
D3型功能設(shè)置對照表 | ||||
功能設(shè)置屏1 | bAU | 通訊設(shè)定 | XXXX,第一位為波特率設(shè)定:0:無通訊;1:9600;2:4800;3:2400;4:1200;后三位為通訊地址設(shè)定,0~255 | |
功能設(shè)置屏2 | ZIP | 壓縮因子修正 | 壓縮因子是否修正 yes 或no | |
功能設(shè)置屏3 | n2 | N2百分比 | 設(shè)置N2百分比,范圍0~15% | |
功能設(shè)置屏4 | A1t | 第一路報(bào)警控制字 | XXXX:個(gè)位:0:不報(bào)警;1:高報(bào);2:低報(bào);十位:1:報(bào)警時(shí)輸出低電平;2:報(bào)警時(shí)輸出高電平;百位:無意義千位:報(bào)警監(jiān)控參數(shù),0:工況流量;1:標(biāo)況流量;2:壓力;3:溫度 | |
A1u | 第一路報(bào)警值 | XXXXXX,小數(shù)點(diǎn)可移動 | ||
A2F | 第二路報(bào)警回差 | XXXX,小數(shù)點(diǎn)可移動 | ||
功能設(shè)置屏6 | tEP | 溫度設(shè)定 | XXXX,溫度設(shè)定,小數(shù)點(diǎn)可移動,單位℃ | |
功能設(shè)置屏7 | PoC | 記錄設(shè)定 | XXXX,設(shè)為0,不記錄。后三位數(shù)字:0~999,設(shè)定記錄周期,單位:分鐘。第一位數(shù)字:1:記錄每日0點(diǎn)的總量、標(biāo)況量、溫度、壓力、日期、報(bào)警狀態(tài)。2:記錄啟停時(shí)的日期、時(shí)間、總量、標(biāo)況量、溫度、壓力、報(bào)警狀態(tài)。3:固定時(shí)間間隔記錄日期、時(shí)間、總量、標(biāo)況量、溫度、壓力、報(bào)警狀態(tài)。 | |
PuS | 當(dāng)量脈沖設(shè)定 | 一個(gè)脈沖對應(yīng)的標(biāo)況體積流量,單位m3/h | ||
(1)內(nèi)部電路板和其他零件的更換及相關(guān)操作必須由專業(yè)工程師或技術(shù)人員進(jìn)行。
(2)打開殼蓋前須保證設(shè)備斷電至少10min。殼蓋的打開須由專業(yè)工程師或技術(shù)人員進(jìn)行。
(3)防爆型的轉(zhuǎn)換器必須轉(zhuǎn)移到一個(gè)安全的區(qū)域進(jìn)行維修保養(yǎng)、拆卸、再組裝。
(4)轉(zhuǎn)換器電路板組件中包含敏感部件,可能會被靜電損壞。小心操作以免直接接觸電子
部件或電路板上的電路圖案,必要時(shí)需采取相應(yīng)的防靜電措施。