AD转换和D/A转换是什么?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-07
什么是A/D数模转换?它是怎么将模拟信号转换成数字信号的?工作原理是什么?

AD:模数转换,将模拟信号变成数字信号,便于数字设备处理。
DA:数模转换,将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。
具体可以看看下面的资料,了解一下工作原理:
1. AD转换器的分类
下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点:积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、∑-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1)积分型(如TLC7135)

积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率),然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率,但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。

2)逐次比较型(如TLC0831)

逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低,在低分辩率(12位)时价格很高。

3)并行比较型/串并行比较型(如TLC5510)

并行比较型AD采用多个比较器,仅作一次比较而实行转换,又称FLash(快速)型。由于转换速率极高,n位的转换需要2n-1个比较器,因此电路规模也极大,价格也高,只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。
串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间,最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成,用两次比较实行转换,所以称为Half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级(Multistep/Subrangling)型AD,而从转换时序角度又可称为流水线(Pipelined)型AD,现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高,电路规模比并行型小。

4)∑-Δ(Sigma?/FONT>delta)调制型(如AD7705)

∑-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型,将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号,用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化,因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。

5)电容阵列逐次比较型

电容阵列逐次比较型AD在内置DA转换器中采用电容矩阵方式,也可称为电荷再分配型。一般的电阻阵列DA转换器中多数电阻的值必须一致,在单芯片上生成高精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列,可以用低廉成本制成高精度单片AD转换器。最近的逐次比较型AD转换器大多为电容阵列式的。

6)压频变换型(如AD650)

压频变换型(Voltage-Frequency Converter)是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率,然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种AD的分辨率几乎可以无限增加,只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是分辩率高、功耗低、价格低,但是需要外部计数电路共同完成AD转换。

2. AD转换器的主要技术指标

1)分辩率(Resolution) 指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量,定义为满刻度与2n的比值。分辩率又称精度,通常以数字信号的位数来表示。

2)转换速率(Conversion Rate)是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD,逐次比较型AD是微秒级属中速AD,全并行/串并行型AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念,是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成,采样速率(Sample Rate)必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是ksps和Msps,表示每秒采样千/百万次(kilo / Million Samples per Second)。

3)量化误差(Quantizing Error) 由于AD的有限分辩率而引起的误差,即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD(理想AD)的转移特性曲线(直线)之间的最大偏差。通常是1 个或半个最小数字量的模拟变化量,表示为1LSB、1/2LSB。

4)偏移误差(Offset Error) 输入信号为零时输出信号不为零的值,可外接电位器调至最小。

5)满刻度误差(Full Scale Error) 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。

6)线性度(Linearity) 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移,不包括以上三种误差。

其他指标还有:绝对精度(Absolute Accuracy) ,相对精度(Relative Accuracy),微分非线性,单调性和无错码,总谐波失真(Total Harmonic Distotortion缩写THD)和积分非线性。

3. DA转换器

DA转换器的内部电路构成无太大差异,一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。大多数DA转换器由电阻阵列和n个电流开关(或电压开关)构成。按数字输入值切换开关,产生比例于输入的电流(或电压)。此外,也有为了改善精度而把恒流源放入器件内部的。一般说来,由于电流开关的切换误差小,大多采用电流开关型电路,电流开关型电路如果直接输出生成的电流,则为电流输出型DA转换器,如果经电流椀缪棺�缓笫涑觯�蛭�缪故涑鲂?/FONT>DA转换器。此外,电压开关型电路为直接输出电压型DA转换器。

1)电压输出型(如TLC5620)

电压输出型DA转换器虽有直接从电阻阵列输出电压的,但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载,由于无输出放大器部分的延迟,故常作为高速DA转换器使用。

2)电流输出型(如THS5661A)

电流输出型DA转换器很少直接利用电流输出,大多外接电流—电压转换电路得到电压输出,后者有两种方法:一是只在输出引脚上接负载电阻而进行电流—电压转换,二是外接运算放大器。用负载电阻进行电流—电压转换的方法,虽可在电流输出引脚上出现电压,但必须在规定的输出电压范围内使用,而且由于输出阻抗高,所以一般外接运算放大器使用。此外,大部分CMOS DA转换器当输出电压不为零时不能正确动作,所以必须外接运算放大器。当外接运算放大器进行电流电压转换时,则电路构成基本上与内置放大器的电压输出型相同,这时由于在DA转换器的电流建立时间上加入了达算放入器的延迟,使响应变慢。此外,这种电路中运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振,有时必须作相位补偿。

3)乘算型(如AD7533)

DA转换器中有使用恒定基准电压的,也有在基准电压输入上加交流信号的,后者由于能得到数字输入和基准电压输入相乘的结果而输出,因而称为乘算型DA转换器。乘算型DA转换器一般不仅可以进行乘法运算,而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入信号进行调制的调制器使用。

4)一位DA转换器

一位DA转换器与前述转换方式全然不同,它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出,然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出(又称位流方式),用于音频等场合。

4. DA转换器的主要技术指标:

1)分辩率(Resolution) 指最小模拟输出量(对应数字量仅最低位为‘1’)与最大量(对应数字量所有有效位为‘1’)之比。

2)建立时间(Setting Time) 是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间,也可以认为是转换时间。DA中常用建立时间来描述其速度,而不是AD中常用的转换速率。一般地,电流输出DA建立时间较短,电压输出DA则较长。

其他指标还有线性度(Linearity),转换精度,温度系数/漂移

AD转换是指模数转换,即将模拟信号转换为数字信号。 主要包括积分型,逐次逼近型,并行比较型/串行并行型,调制型,电容器阵列逐次比较型和电压频率转换型。

DA转换是指数模转换,将数字信号转换为模拟信号。 需要注意的指标是:转换范围,转换精度,转换时间。
为了保证系统处理结果的准确性,A / D转换器和D / A转换器必须具有足够的转换精度; 如果需要实时控制和检测快速变化的信号,则还要求A / D和D / A转换器具有更高的转换速度。 转换精度和转换速度是测量A / D和D / A转换器的重要技术指标。


扩展资料:
D / A转换器性能的主要参数是:

(1)分辨率:指D / A转换器可以转换的二进制位数,位数的分辨率越高。

(2)转换时间:指数字输入完成转换,输出达到最终值并稳定所需的时间。电流型D / A转换速度更快,通常在几ns到几百ns之间。电压型D / A转换较慢,并且取决于运算放大器的响应时间。

(3)精度:是指D / A转换器的实际输出电压与理论值之间的误差。数字量的最低有效位通常用作测量单位。

(4)线性度:当数字量变化时,D / A转换器输出的模拟量成比例关系变化。理想的D / A转换器是线性的,但实际上存在错误。模拟输出偏离理想输出的值称为线性误差。

AD转换就是模数转换,就是把模拟信号转换成数字信号。D/A转换是把数字量转变成模拟的器件。

模拟信号只有通过A/D转化为数字信号后才能用软件进行处理,这一切都是通过A/D转换器(ADC)来实现的。与模数转换相对应的是数模转换,数模转换是模数转换的逆过程,接下来本文将主要介绍几种模数转换的方法以及模数转换器的参数等。

扩展资料:

软件无线电对模数变换的技术要求包括以下几个方面:

(1)采样方法应满足采样定理,适当加入抗混迭滤波器;

(2)宽带化,如在中频对模拟信号进行数字化,信号带宽通常在十几到几十兆赫兹;

(3)保持较高的信号动态范围;

(4)高采样率,应尽量在中频或射频工作,以尽可能保证整机的软件化处理;

(5)减少量化噪声。



AD转换就是模数转换,就是把模拟信号转换成数字信号。D/A转换是把数字量转变成模拟的器件。

A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。模拟量可以是电压、电流等电信号,也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前,输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。

扩展资料:

AD转换的分类:

1、积分型(如TLC7135)

积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率),然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率, 但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。

2、逐次比较型(如TLC0831)

逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出 数字值。其电路规模属于中等。

3、并行比较型/串并行比较型(如TLC5510)

并行比较型AD采用多个比较器,仅作一次比较而实行转换,又称FLash(快速)型。由于转换速率极高,n位的转换需要2n-1个比较器,因此电路规模也极大,价格也高,只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。

参考资料来源:百度百科—AD转换



AD转换就是模数转换,也可以是整流。顾名思义,就是把模拟信号转换成数字信号。
模拟量可以是电压、电流等电信号,也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前,输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。A/D转换后,输出的数字信号可以有8位、10位、12位、14位和16位等。

DA转换就是数模转换,就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量。与数模转换相对应的就是模数转换,模数转换是数模转换的逆过程。接下来我们将从转换器的分类,技术指标,模数变换的方法以及模数转换器的参数等这几方面来介绍数模转换。

电工学了PLC的AD转换,现在反过来看看AD转换,2点输入



A/D为analog(模拟) to digital(数字),为模数转换,是连续性的模拟信号转为间断式的数字信号(取样,保持,量化,编码);
D/A为digital(数字) to analog(模拟),为数模转换;

  • ad和da是什么?
    答:DA:数模转换器,又称D/A转换器,简称DAC,它是把数字量转变成模拟的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成,即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器,模数转换器即A/D转换器,简称ADC,它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。
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    答:什么是A/D数模转换?它是怎么将模拟信号转换成数字信号的?工作原理是什么?  我来答 3个回答 #热议# 已婚女性就应该承担家里大部分家务吗?匿名用户 2013-07-13 展开全部 AD:模数转换,将模拟信号变成数字信号,便于数字设备处理。DA:数模转换,将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。具体可以看看下面的资料...
  • AD和DA的工作原理是什么?作用是什么?谢谢!
    答:分别控制对应位的模拟电子开关,使数码为1的位在位权网络上产生与其权值成正比的电流值,再由求和电路将各种权值相加,即得到数字量对应的模拟量。四、D/A转换器的作用 D/A转换器基本上由4个部分组成,即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器,模数转换器...
  • ad转换器是将什么信号转换成什么信号
    答:故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准,比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,因此,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个...
  • AD和DA转换是什么意思
    答:A/D 全称:Analog to Digital 意思是:模-数转换.电子学中的模拟信号转换成数字信号,D/A 全称:Digital to Analog 意思是:数-模转换.电子学中数字信号转换成模拟信号.两种信号的相互转换.
  • AD转换原理是什么?
    答:A/D转换器的工作原理 逐次逼近法 逐次逼近式A/D是比较常见的一种A/D转换电路,转换的时间为微秒级。双积分法 采用双积分法的A/D转换器由电子开关、积分器、比较器和控制逻辑等部件组成。电压频率转换法 采用电压频率转换法的A/D转换器,由计数器、控制门及一个具有恒定时间的时钟门控制信号组成,...
  • 简述ad,da转换器的基本定义和基本原理是什么?
    答:A/D转换器:将模拟信号转换成数字信号的电路叫做模/数转换电路,简称A/D转换器。这两类电路常用于计算机与模拟系统的接口电路中。D/A转换器的基本原理:对于有权码,先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量,然后相加,即可得到与数字量成正比的总模拟量,从而实现从数字到模拟信号的转换。A/D...
  • A/D转换的工作原理是什么
    答:Vi越大,积分器输出电压越大,反向积分时间也越长。计数器在反向积分时间内所计的数 值,就是输入模拟电压Vi所对应的数字量,实现了A/D转换。 双积分式AD转换原理图 3、电压频率转换法:它的工作原理是V/F转换电路把输入的模拟电压转换成与模拟电压成正比的脉冲信号。电压频率转换法 电压频率转换法...
  • 西门子plc中何为AD和DA转换?
    答:A表示模拟量,英文为analog。D表示数字量,英文为digital。AD和DA就表示数字量和模拟量之间的相互转换。可以用离散的数字量来表示连续的模拟量,比如温度、压力等等。
  • ad转换位是什么意思?
    答:ad转换位数就是模数转换。就是把模拟信号转换成数字信号。例如:A/D转换后,输出的数字信号可以有8位、10位、12位、14位和16位等。A/D转换器的工作原理,主要介绍以下三种方法:1、逐次逼近法;2、双积分法;3、电压频率转换法。