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数模转换器的工作原理和特点

发表日期:2019/10/28 16:04:30 - 浏览次数:

 

1.模数转换器工作原理--简介


模数转换器,简称模数转换器,通常指将模拟信号转换成数字信号的电子元件。常见的模数转换器是将模拟量与标准量比较后转换成用二进制值表示的离散信号的转换器。因此,任何模数转换器都需要参考模拟量作为转换标准,最常见的参考标准是最大可转换信号大小。输出数字量表示输入信号相对于参考信号的大小。


2.模数转换器工作原理--分类特点


模数转换器有很多种,根据不同的工作原理可以分为间接模数转换器和直接模数转换器。间接模数转换器是先将输入模拟电压转换成时间或频率,然后将这些中间量转换成数字量。通常使用双积分模数转换器。直接ADC直接转换为数字量,常用的是并行比较ADC和逐次逼近型ADC。


并行比较模数转换器(Parallel comparison模数转换器):它同时采用不同幅度的并行比较,每个输出码也同时并行生成,转换速度快。并联比较型ADC的缺点是成本高、功耗大。


逐次逼近型模数转换器(逐次逼近型模数转换器):它产生一系列比较电压VR,但它一个接一个地产生比较电压,一个接一个地与输入电压进行比较,并以渐进逼近的方式进行模数转换。它的转换速度比并行比较模数转换器慢,比双除法模数转换器快得多。这是一个中速模数转换器设备。


双积分模数转换器(Double integration模数转换器):对输入采样电压和参考电压进行两次积分,得到与采样电压平均值成比例的时间间隔,并用计数器对标准时钟脉冲进行计数。其优点是抗干扰能力强,稳定性好。主要缺点是转换速度慢。


3.模数转换器工作原理--怎么工作的呢?


模数转换通常包括采样、保持、量化和编码。下面我们以∑-△A/D转换器为例来简单介绍一下其工作原理。∑-△模数转换器的工作原理是对初始转换后的数字信号进行降噪。


一般来说,σ-δ模数转换器有两个部分,模拟部分和数字部分。模拟部分是西格玛-德尔塔调制器(sigma-delta modulator),主要使通过过采样技术采样的信号通过调制器,使量化噪声分布更宽,并输出逐位数据比特流。数字部分是数字滤波器,对模拟部分输出的数字量进行去噪,滤除大部分量化噪声,并将调制器的输出频率降低到奈奎斯特频率,并进一步量化,最终得到输出结果。

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