電子發(fā)燒友網(wǎng)核心提示：10月24日下午，電子發(fā)燒友網(wǎng)參加了亞德諾半導體技術公司（Analog Device Inc.，以下簡稱ADI）在深圳國際商會中心舉辦了媒體培訓交流會（第二季）。為給電子發(fā)燒友網(wǎng)工程師讀者全面回顧這次技術研討會，特別是關于ADI數(shù)據(jù)轉換器的全面介紹，電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯故整理成文，以饗讀者。文章后面還提供了全文PPT下載資料。

????? 本文是關于ADI數(shù)據(jù)轉換器基礎知識精華集錦，其中闡述了逐次逼近模數(shù)轉換器的基本原理、算法及優(yōu)缺點；ADC和DAC的直流規(guī)格和交流規(guī)格分析；DAC數(shù)模轉換器詳解及應用舉例。

ADI深圳媒體培訓交流會留影

　　一、逐次逼近型模數(shù)轉換器

　　1.基本逐次逼近模數(shù)轉換器

　　（1）轉換技術類似于利用一個天平將一個樣本與一系列重量經(jīng)過校準的測試樣本進行比較。

　　（2）增減測試樣本，利用分辨率誤差最小并輕于樣本的測試樣本來估算樣本的重量。

　　（3）未知模擬輸入信號 （VIN） 與高分辨率DAC輸出（測試樣本重量）進行比較。

　　（4）按順序從最大值的MSB開始，開關各DAC位。

　　（5）重復到轉換周期完成為止。

　　2.二進制權重逐次逼近模數(shù)轉換器算法

　　3.逐次逼近的工作原理

　　例如：模擬輸入信號=6.428V，基準電壓（滿量程）=10.000V。

?

?

　　4.逐次逼近型寄存器ADC的特點（優(yōu)缺點）

　　（1）逐次逼近型寄存器ADC結構簡單：它使用低壓CMOS （《3V），支持低功耗工作；

　　（2）常用于商業(yè)/工業(yè)及相關應用：中等分辨率（12 至16 位）、中等速度（100 kHz 至1 MHz）；

　　（3）ADC 線性度高度依賴于內(nèi)部DAC 的精度：如果內(nèi)部DAC 不是單調(diào)遞增，那么ADC本身就會存在失碼。

　　二、了解轉換器高級規(guī)格

　　模數(shù)轉換？數(shù)模轉換？兩者本質(zhì)相同，只不過方向不同。

　　1.ADC和DAC的重要直流規(guī)格

　　ADC和DAC具有下列共同的直流規(guī)格：分辨率、增益誤差、失調(diào)誤差、微分非線性（DNL）和失碼。

　　（1）分辨率

　　ADC和DAC的分辨率

注：對于2.2ｋ? 電阻（25 ℃ 10kHz 帶寬），600nV熱噪聲是適當?shù)摹?/p>

　　（2）增益誤差和失調(diào)誤差

　　增益誤差和失調(diào)誤差類似于運算放大器誤差，失調(diào)誤差會引起輸入/輸出關系在水平方向發(fā)生偏移；增益誤差會引起輸入/輸出關系發(fā)生旋轉偏移。此外，失調(diào)誤差和增益誤差均可消除。

　　（3）微分非線性（DNL）和積分非線性（INL）

　　在分析微分非線性（DNL）和積分非線性（INL）之前，首先需要理解以下內(nèi)容：影響ADC性能的因素以及相關的解決方法。

　　影響ADC性能的因素：直流偏移和增益誤差

　　雙極性ADC直流偏移校正方法1

　　雙極性ADC直流偏移校正方法2

?

　　雙極性ADC直流偏移校正

　　直流指標（理想）

　　直流指標（微分非線性誤差DNL）

　　直流指標（積分非線性誤差INL）

　　積分非線性：積分非線性（INL）等同于相對精度，類似于運算放大器非線性。

?

　　單極性和雙極性轉換器的碼制

　　對于理想轉換器，碼躍遷寬度為1LSB；實際情況下；由于存在調(diào)整誤差，躍遷大于或小于1LSB；這就是DNL。ADC也稱有“失碼”。

　　（4）失碼

　　2.ADC 和DAC的重要交流規(guī)格

　　（1）快速傅立葉變換

　　（2）奈斯特帶寬和混疊

　　（3）信納比，有效位數(shù)和信噪比

　　（4）無雜散自由動態(tài)范圍，總諧波失真和信噪比

　　（5）量化ADC動態(tài)性能

?

　　三、DAC 數(shù)模轉換器

　　1.數(shù)模轉換器（DAC）

　　又稱數(shù)模轉換器、DA轉換器或DAC。其輸入信號為數(shù)字信號，輸出信號為連續(xù)的模擬信號。

　　以基準電壓為標準，產(chǎn)生與數(shù)字輸入字相等的模擬輸出值。N 位DAC 提供2N 型模擬輸出值。

　　四開關DAC模塊與外部電阻網(wǎng)絡：“Quad Switch” DAC Building Block with External Thin Film Resistor Network

　　2.DAC-80 12位DAC的發(fā)展史

　　3.DAC 架構（電壓輸出型）

　　基本構建模塊包括基準電壓源、電阻網(wǎng)絡、SW和放大器。

　　有一種DAC 是“電流輸出型”，而不是電壓輸出型。許多DAC利用反相運算放大器將電流轉換成電壓，一部分極高速電流輸出型DAC使用下圖所示的連接。

　　4.“乘法”DAC

　　“乘法”DAC可以接受零至滿量程的交流信號作為基準輸入。輸入頻率為10～100kHz（商用），～1MHz（視頻高速應用等）。

　　5.DAC 類型

　　按分辨率：有8、12、14、16位產(chǎn)品可用；

　　按輸入接口：串行接口和并行接口；

　　按封裝：單通道、雙通道、四通道、八通道、16通道、32通道；

　　按輸出波形：電壓輸出和電流輸出（高速DAC）；

　　按基準電壓：有些使用內(nèi)部基準電壓，有些必須提供外部基準電壓；

　　按電源電壓：有雙電源型和單電源型。

　　6.DAC 用于何處？

　　（1）DAC 的應用

　　CD 播放器：用于音頻回放的 DAC 稱為音頻 DAC；

　　DVD 播放機的數(shù)字視頻回放部分：用于從數(shù)字視頻信號回放圖像的 DAC 稱為視頻編碼器；

　　蜂窩電話基站發(fā)射機：使用高速 DAC。

　　（2）DAC 應用產(chǎn)品DDS（直接數(shù)字頻率合成器）

?

下載完整版ADI數(shù)據(jù)轉換器PPT內(nèi)容：ADI最新數(shù)據(jù)轉換器基礎知識匯總
?

——電子發(fā)燒友網(wǎng)版權所有，轉載請注明出處！

?

?