电路中的数模转换器与模数转换器
电路中的数模转换器与模数转换器电子设备在现代社会中扮演着重要的角色，而电路则是电子设备的
基础。在电路中，数模转换器和模数转换器是两种常见的组件，它们
在数字信号和模拟信号之间起着桥梁的作用。本文将就数模转换器和
模数转换器进行探讨。
一、数模转换器
数模转换器（DAC）是将数字信号转换为模拟信号的装置。在电子
设备中，数字信号通常是通过二进制编码来表示的，而模拟信号是连
续变化的。数模转换器的作用就是将数字信号转化为与之对应的模拟
信号。
数模转换器通常由数字信号输入端、模拟信号输出端和控制端组成。其中，数字信号输入端接收来自计算机或其他数字设备的二进制编码
信号，而控制端可以进行精确的调节和控制。通过内部的数学运算和
电流输出，数模转换器能够将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。
数模转换器在各个领域中都得到了广泛的应用。在音频设备中，数
模转换器能够将数字音频信号转换为模拟音频信号，使得人们能够用
耳朵听到音乐。在通信设备中，数模转换器则起到将数字信号转换为
模拟信号的作用，使信息能够在物理媒介上传输。
二、模数转换器
模数转换器（ADC）则是将模拟信号转换为数字信号的装置。在电子设备中，模拟信号是连续变化的，而数字信号是离散的。模数转换器的作用就是将模拟信号转化为与之对应的数字信号。
与数模转换器类似，模数转换器通常由模拟信号输入端、数字信号输出端和控制端组成。模拟信号输入端接收来自传感器或其他模拟设备的信号，而控制端则用于对转换过程进行调节和控制。通过内部的采样和量化处理，模数转换器能够将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
模数转换器同样在各个领域中发挥着重要作用。在测量仪器中，模数转换器能够将模拟信号转换为数字信号，使得数据能够被处理和分析。在自动控制系统中，模数转换器则起到将模拟输入转换为数字输入的作用，使得系统能够进行数字化的操作。
结语
数模转换器和模数转换器在电子设备中起到了桥梁的作用，将数字信号和模拟信号进行转化。它们分别实现了从数字到模拟的转换和从模拟到数字的转换。从音频设备到通信设备，从测量仪器到自动控制系统，数模转换器和模数转换器的应用无处不在。它们在现代技术的发展中扮演着重要的角色，为数字世界和模拟世界之间架起了一座桥梁。
模数和数模转换数模转换即将数字量转换为模拟电量电压或
第17章 模数和数模转换 数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电流)，使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。 实现数模转换的电路称数模转换器 模数转换即将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。 实现模数转换的电路称模数转换器 17.1 数模（D/A ） 转换器 一、D/A 转换器的基本原理及分类 1．数模转换的基本原理 要求：输出的模拟量与输入的数字量成正比。 输入数字量 D = (D n -1 D n -2 ??? D 1 D 0 ) 2 = D n -1 2n -1 + D n -2 2n -2 + ??? + D 1 21 + D 0 20 输出模拟电压 u O = D △ = (D n -1 2n -1 + D n -2 2n -2 + ??? + D 1 21 + D 0 20)△ △ 是 DAC 能输出的最小电压值，称为 DAC 的单位量化电压，它等于 D 最低位(LSB)为 1、其余各位均为 0 时的模拟输出电压(用 U LSB 表示)。 2．倒T 型网络D/A 转换器,基本原理如图示： D D n 输模D A C D 0 1D n -2 n -1 ?-u O 位二进制数入 拟电压输出 u O 2R
模拟开关 S i 打向“1”侧时，相应 2R 支路接虚地；打向“0”侧时，相应 2R 支路接地。故无论开关打向哪一侧，倒 T 型电阻网络均可等效为下图： 从 A 、B 、C 节点向左看去，各节点对地的等效电阻均为 2R 。 即 I 3 = 23 I 0， I 2 = 22 I 0， I 1 = 21 I 0， I 0 = 20 I 0 可见，支路电流值 Ii 正好代表了二进制数位 D i 的权值 2i 。 模拟开关 S i 受相应数字位 Di 控制。当 Di = 1 时，开关合向“1”侧，相应支 路电流 Ii 输出；Di = 0 时，开关合向“0”侧， Ii 流入地而不能输出。 i Σ = D 3 I 3 + D 2 I 2 + D 1 I 1 + D 0 I 0 = ( D 3 23 + D 2 22 + D 1 21 + D 0 20 ) I 0 = D I 0 3．D/A 转换器主要指标 常用 DAC 主要有权电阻网络 DAC 、 R - 2R 、T 形电阻网络 DAC 、R - 2R 倒 T 形电阻网络 DAC 和权电流网络 DAC 。其中，后两者转换速度快，性能好，因而被广泛采用，权电流网络 DAC 转换精度高，性能最佳。 (1) 分辨率：用输入的二进制数码的位数n 来表示。位数越多，分辨率就越高。 I R E F 2R A B C =4 =16因此，I = V R E F R I 3=I 2= 23( )，I 24I 2=I 32=22( )，I 24I I 1=I 22=21( )，I 24=I 8 I 0=I 12=20( )I 24I =-· R V u O D R ??4 F R E F 2 ，对n 位D A C u O =-D ·R R V n ??2F R E F
模数转换与数模转换电路问答
模数转换与数模转换电路问答 No. 001Σ-Δ型模数转换器与传统的A/D转换器有什么差别？ Σ-Δ型模数转换器由Σ-Δ调制器和数字抽取滤波器组成，Σ-Δ调制器量化对象不是传统A/D转换器中信号采样点的幅值，而是相邻两个采样点幅值之间的差值，并将这种值编码为1位的数字信号输出；数字抽取滤波器则具有数字抽取（重采样）和低通滤波的双重功能。它和传统滤波器最大的差别在于：传统的A/D转换器可以多个通道模拟信号输入共用一个转换器，而Σ-Δ型模数转换器是一个通道一个转换器，传统的A/D转换器每一通道的前端都需要一个抗混叠滤波器，而Σ-Δ型模数转换器因其数字抽取滤波器具有低通滤波功能而避免了混叠失真，所以不需要此器件。 No. 002I2C接口9通道14位电流DAC MAX5112的性能如何？ MAX5112是一款14位、9通道电流输出数/模转换器（DAC）（见图1）。该器件工作在低至3.0V电源，并提供14位的性能，而无需任何调整。 图1MAX5112的内部功能框图 器件输出范围优化用于偏置大功率可调节激光源，9个通道中每一路都带有电流源。并行连接DAC输出可获得额外电流或更高的分辨率。器件包含内部基准。 I2C兼容接口能够以高达400MHz的时钟速率驱动器件，通过高电平有效的
异步CLR输入能够将DAC复位至0，无需使用串口。器件为驱动接口逻辑电路提供独立的电源输入。 MAX5112工作在-40℃～+105℃温度范围，提供3mm×3mm、36焊球WLP 和5mm×5mm、32引脚TQFN封装。 MAX5112的特点和优势： ●低至3.0V的供电电压 ●集成多路复用器用于输出1和输出2 ●并行连接输出可增大电流或提高分辨率 ●I2C兼容串行接口 ●内部基准 ●过热保护 ●-40℃～+105℃温度范围 ●提供36焊球WLP或32引脚TQFN封装 No. 003A/D前都需要加抗混叠滤波器吗？ 根据奈奎斯特采样定律，A/D的采样频率fs必须高于信号最高频率的两倍，因此一般A/D在进行数模转换前，都会在A/D前加一个抗混迭滤波器，滤去fs/2以上的频率，消除混迭失真的影响。但有一种A/D前可以不加抗混叠滤波器，这种A/D就是Σ-ΔA/D转换器，Σ-Δ的采样频率非常高，通常远远大于fs，因此其抗高频干扰的能力很强，无需加抗混叠滤波器。 No. 004A/D转换器工作时的取样频率满足fs≥2fi（max）的要求就可以吗？还是越高越好？ 图2信号频率与采样频率 fs≥2fi（max）是为了保证能用低通滤波器将取样信号恢复为原来的被取样信号。这个低通滤波器的电压传输系数|A（f）|在低于fi（max）的范围内应保持不变，而在fs-fi（max）以前应迅速下降为0，如图2所示，因此A/D转换器工作时的取样频率必须高于fs≥2fi（max）所规定的频率。取样频率提高以后留给每次进行转换的时间也相应缩短了，这就要求转换电路必须具备更快的工作速
数模及模数转换器习题解答
自我检测题 1．就实质而言，D/A 转换器类似于译码器，A/D 转换器类似于编码器。 2．电压比较器相当于1位A/D 转换器。 3．A/D 转换的过程可分为 采样 、保持、量化、编码4个步骤。 4．就逐次逼近型和双积分型两种A/D 转换器而言， 双积分型 的抗干扰能力强， 逐次逼近型 的转换速度快。 5．A/D 6．8位D/A 转换器当输入数字量只有最低位为1时，输出电压为，若输入数字量只有最高位为1。 A ． C ． D ．都不是 7．D/A 转换器的主要参数有 、转换精度和转换速度。 A ．分辨率 B ．输入电阻 C ．输出电阻 D ．参考电压 8．图所示R-2R 网络型D/A 转换器的转换公式为 。 图 A ．∑=?-=30 3REF o 22i i i D V v B ．∑=?-=304REF o 2232i i i D V v D ．∑=?=304REF o 22i i i D V v 9．D/A 转换器可能存在哪几种转换误差？试分析误差的特点及其产生误差的原因。 解：D/A 转换器的转换误差是一个综合性的静态性能指标，通常以偏移误差、增益误差、非线性误差等内容来描述转换误差。 偏移误差是指D/A 转换器输出模拟量的实际起始数值与理想起始数值之差。 增益误差是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线的斜率的偏差。 D/A 转换器实际的包络线与两端点间的直线比较仍可能存在误差，这种误差称为非线性误差。 10．比较权电阻型、R -2R 网络型、权电流型等D/A 转换器的特点，结合制造工艺、转换的精度和转换的速度等方面比较。 解：权电阻型D/A 转换器的精度取决于权电阻精度和外接参考电源精度。由于其阻值范围太宽，很难保证每个电阻均有很高精度，因此在集成D/A 转换器中很少采用。 R -2R 网络型D/A 转换器电阻网络中只有R 和2R 两种阻值的电阻，且比值为2。虽然集成电路技术制造的电阻值精度不高，但可以较精确地控制不同电阻之间的比值，从而使R -2R 网络型D/A 转换器获得较高精度。 权电流型D/A 转换器可以消除模拟开关导通电阻产生的影响。同时可获得较高的转换速度。 11．Σ－Δ模／数（A ／D ）中包括哪些主要部分？它们各起什么作用？ 解：Σ－Δ模／数转换器由1个差分放大器、一个积分器、1个比较器、1个1bit 的DAC 和数字滤波器组成。 差分放大器：将输入信号v I 减去来自1位DAC 的反馈信号得到误差信号，v e = v I －v f 。 积分器：积分器对误差信号v e 进行积分。
电路中的模数转换器与数模转换器认识模数转换器与数模转换器的特点和应用
电路中的模数转换器与数模转换器认识模数转换器与数模转换器的特点和应用电路中的模数转换器与数模转换器 随着电子技术的发展，电路设计已成为现代工业的核心部分。在电 路中，模数转换器（analog-to-digital converter，简称ADC）和数模转 换器（digital-to-analog converter，简称DAC）被广泛应用于信号处理中。本文将介绍模数转换器和数模转换器的特点和应用。 一、模数转换器（ADC） 模数转换器是一种将模拟信号转换成数字信号的电路。它通过量化 和编码来实现此转换过程。但是，由于模拟信号是连续的，而数字信 号是离散的，因此在这个过程中会产生一些误差。 ADC的特点 1.分辨率：ADC的分辨率决定了它可以识别多少个数字值。理论上，分辨率越高，转换的数字信号就越接近于输入的模拟信号。分辨率通 常以位数（bit）表示，如8位、10位、12位等。 2.采样率：ADC的采样率是指在每秒钟内采样的次数。采样率越高，转换出的数字信号就越接近于原始的模拟信号。 3.速度：ADC的速度很重要，尤其在高速信号处理的应用中。速度 越快，ADC就能够更快地处理信号。 ADC的应用
ADC在实际应用中被广泛使用。例如，它可以用于从实际世界中采集和数字化传感器信号，例如压力、温度和重量。它也会用于数字音 频设备中，例如记录和播放音频信号。 二、数模转换器（DAC） 数模转换器是一种将数字信号转换成模拟信号的电路。它通过解码 和反量化来实现此转换过程。与ADC一样，由于数字信号是离散的， 而模拟信号是连续的，因此在这个过程中也会产生一定的误差。 DAC的特点 1.分辨率：DAC的分辨率也会影响其输出的精度。通常以位数（bit）表示，例如8位、10位和12位。 2.采样速率：DAC的采样速率对它的输出质量非常重要。输出的模 拟信号将受到采样速率和输入的数字信号的影响。 3.输出电压范围：DAC的输出电压范围通常也会影响其在实际应用 中的使用。如果输出的电压范围不足，则需要使用放大器来扩大其范围。 DAC的应用 数模转换器也被广泛应用于实际中。例如，它可以用于音频设备中，从数字音频数据中生成模拟音频信号。它也可以用于控制电路中，例 如驱动电动机或调节LED的亮度。 结论
第7章 数模和模数转换器
第7章数模和模数转换器 能将数字量转换为模拟量(电流或电压)，使输出的模拟量与输入的数字量成正比的电路称为数模转换器，简称D/A或DAC（Digital to Analog Converter）。能将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比的电路称为模数转换器，简称A/D或ADC（Analog to Digital Converter）。D/A、A/D 转换技术的发展非常迅速，目前已有各种中、大规模的集成电路可供选用。 7.1 D/A 转换器 数模转换的基本原理就是将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，这样所得的总模拟量与数字量成正比，于是便实现了从数字量到模拟量的转换。 7.1.1 二进制权电阻网络D/A转换器 1.电路结构 权电阻网络D/A转换电路如图7.1所示。它主要由权电阻网络D/A转换电路、求和运算放大器和模拟电子开关三部分构成，其中权电阻网络D/A转换电路是核心，求和运算放大器构成一个电流、电压转换器，将流过各权电阻的电流相加，并转换成与输入数字量成正比的模拟电压输出。 图7.1 二进制权电阻网络D/A转换电路 2.工作原理 二进制权电阻网络的电阻值是按 4 位二进制数的位权大小取值的，最低位电阻值最大，为23R，然后依次减半，最高位对应的电阻值最小，为20R。不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端（虚地）还是接到地，也就是不论输入数字信号是1 还是0 ，各支路的电流是不变的。
模拟开关S受输入数字信号控制，若d=0，相应的S合向同相输入端（地）；若d=1，相应的S合向反相输入端。 i正比于输入的二进制数，所以实现了数字量到模拟量的转换。 3.运算放大器的输出电压 采用运算放大器进行电压转换有两个优点：一是起隔离作用，把负载电阻与电阻网络相隔离，以减小负载电阻对电阻网络的影响；二是可以调节R F控制满刻度值（即输入数字信号为全1）时输出电压的大小，使D/A转换器的输出达到设计要求。 7.1.2 R-2RT型网络D/A转换器 1.电路结构 4位R-2RT型网络D/A转换器的电路如图7.2（a）所示，它主要由R-2RT 型电阻网络、求和运算放大器和模拟电子开关三部分构成，其中R-2R电阻网络是D/A转换电路的核心，求和运算放大器构成一个电流、电压转换器，它将与输入数字量成正比的输入电流转换成模拟电压输出。 2.工作原理 当只有一个电子模拟开关S合向1 ，而其余电子模拟开关S均合向0 时，从该支路的2R电阻向左、右看去的等效电阻均为2R，该电流流向A点时，每经过一节R-2R电路，电流就减少一半。如只有开关S0合向1 ，即对应输入的二进制数为d3d2d1d0=0001 时，T形电阻网络的等效电路如图7.2 （b）所示。
电路中的模数转换与数模转换
电路中的模数转换与数模转换在电路中，模数转换和数模转换是非常重要的概念。它们分别指的 是将模拟信号转换为数字信号和将数字信号转换为模拟信号的过程。 首先，让我们来了解一下什么是模拟信号和数字信号。模拟信号是 连续变化的信号，可以取任何值，例如声音、光线、温度等。而数字 信号是离散的信号，只能取有限个特定的值，通常用0和1表示。数 字信号常用于计算机和通信系统中，因为它们易于处理和传输。 模数转换是指将模拟信号转换为数字信号的过程。这个过程通常由 模数转换器（ADC）完成。ADC将连续的模拟信号按照一定的采样率 进行采样，并将每个采样点的模拟值转换为对应的数字值。这些数字 值可以代表模拟信号的幅度、频率等信息。模数转换的精度取决于 ADC的位数，位数越高，转换精度越高。 模数转换在很多领域中发挥着重要作用。例如，音频系统中的模数 转换用于将声音信号转换为数字信号，以便在计算机中进行音频处理 和存储。在医疗设备中，模数转换被用来测量生理信号，如心电图、 血压等。在工业控制系统中，模数转换被用来监测和控制各种物理量，如温度、湿度、压力等。 接下来，让我们来谈谈数模转换，它是将数字信号转换为模拟信号 的过程。数模转换通常由数模转换器（DAC）完成。DAC接收一串二 进制数字，并将其转换为对应的模拟值。数模转换的精度也取决于 DAC的位数，位数越高，转换精度越高。
数模转换常用于数字系统与模拟设备之间的接口。例如，在音频系 统中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号，以便输出到 扬声器中。在图像系统中，数模转换器将数字图像信号转换为模拟图 像信号，以便输出到显示屏上。 除了模数转换和数模转换，还有一些相关的概念值得一提。一个是 采样率，它表示模拟信号的采样频率。采样率越高，可以获取到更多 的模拟信号细节，但也会增加处理和存储的成本。另一个是量化误差，它表示模拟信号与转换后的数字信号之间的差异。量化误差取决于 ADC或DAC的精度，以及信号的动态范围。 总之，模数转换和数模转换是电路中的重要概念。它们使得模拟信 号和数字信号之间可以相互转换，使得我们能够在数字系统中处理和 传输模拟信号。这些转换过程在各个领域中都发挥着重要作用，推动 了科技的发展和创新。通过不断改进和提高转换的精度，我们可以更 好地处理和利用信号信息，为人类创造更美好的生活。
电路中的数模转换器与模数转换器
电路中的数模转换器与模数转换器电子设备在现代社会中扮演着重要的角色，而电路则是电子设备的 基础。在电路中，数模转换器和模数转换器是两种常见的组件，它们 在数字信号和模拟信号之间起着桥梁的作用。本文将就数模转换器和 模数转换器进行探讨。 一、数模转换器 数模转换器（DAC）是将数字信号转换为模拟信号的装置。在电子 设备中，数字信号通常是通过二进制编码来表示的，而模拟信号是连 续变化的。数模转换器的作用就是将数字信号转化为与之对应的模拟 信号。 数模转换器通常由数字信号输入端、模拟信号输出端和控制端组成。其中，数字信号输入端接收来自计算机或其他数字设备的二进制编码 信号，而控制端可以进行精确的调节和控制。通过内部的数学运算和 电流输出，数模转换器能够将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。 数模转换器在各个领域中都得到了广泛的应用。在音频设备中，数 模转换器能够将数字音频信号转换为模拟音频信号，使得人们能够用 耳朵听到音乐。在通信设备中，数模转换器则起到将数字信号转换为 模拟信号的作用，使信息能够在物理媒介上传输。 二、模数转换器
模数转换器（ADC）则是将模拟信号转换为数字信号的装置。在电子设备中，模拟信号是连续变化的，而数字信号是离散的。模数转换器的作用就是将模拟信号转化为与之对应的数字信号。 与数模转换器类似，模数转换器通常由模拟信号输入端、数字信号输出端和控制端组成。模拟信号输入端接收来自传感器或其他模拟设备的信号，而控制端则用于对转换过程进行调节和控制。通过内部的采样和量化处理，模数转换器能够将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。 模数转换器同样在各个领域中发挥着重要作用。在测量仪器中，模数转换器能够将模拟信号转换为数字信号，使得数据能够被处理和分析。在自动控制系统中，模数转换器则起到将模拟输入转换为数字输入的作用，使得系统能够进行数字化的操作。 结语 数模转换器和模数转换器在电子设备中起到了桥梁的作用，将数字信号和模拟信号进行转化。它们分别实现了从数字到模拟的转换和从模拟到数字的转换。从音频设备到通信设备，从测量仪器到自动控制系统，数模转换器和模数转换器的应用无处不在。它们在现代技术的发展中扮演着重要的角色，为数字世界和模拟世界之间架起了一座桥梁。
电子电路中的数字与模拟信号转换方法
电子电路中的数字与模拟信号转换方法 随着现代电子技术的发展，数字和模拟信号在电子电路中的转换变 得越来越重要。在许多应用领域中，数字信号常被传输、处理和存储，而模拟信号则用于传感器和实时控制系统中。本文将介绍电子电路中 常用的数字与模拟信号转换方法。 一、数字信号转换为模拟信号 数字信号是通过二进制代码来表示的离散信号，而模拟信号则是连 续变化的信号。为了将数字信号转换为模拟信号，我们通常使用以下 方法： 1. 数字到模拟转换器（DAC） 数字到模拟转换器是一种将数字信号转换为模拟信号的电路。它 通过将二进制代码解码为相应的模拟电压或电流来实现信号的转换。DAC的主要工作原理是利用采样和保持电路来将离散的数字值转换为 连续的模拟电压或电流输出。 2. 脉冲宽度调制（PWM） 脉冲宽度调制是一种将数字信号转换为模拟信号的方法。它通过 改变脉冲的宽度来表示不同的模拟值。PWM信号的平均值与模拟信号 的幅值成正比，因此可以利用PWM信号来控制模拟电路。 3. 脉冲频率调制（PFM）
脉冲频率调制是一种将数字信号转换为模拟信号的方法。它通过改变脉冲的频率来表示不同的模拟值。PFM信号的频率与模拟信号的幅值成正比，因此可以利用PFM信号来传输模拟信号。 二、模拟信号转换为数字信号 模拟信号是连续变化的信号，而数字信号则是离散的信号。在电子电路中，我们常需要将模拟信号转换为数字信号进行处理和存储。以下是常用的模拟信号转换为数字信号的方法： 1. 模数转换器（ADC） 模数转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的电路。它通过采样和量化的方式将连续的模拟信号离散化为一系列的数字代码。ADC 可以将模拟信号转换为等效的数字代码，以便于数字电路的处理和存储。 2. 脉冲编码调制（PCM） 脉冲编码调制是一种将模拟信号转换为数字信号的方法。它通过将模拟信号的幅值离散化为一系列的离散幅值来表示信号。PCM信号的离散幅值可以用二进制代码来表示，从而实现模拟信号到数字信号的转换。 3. 频率调制数制转换（FMT） 频率调制数制转换是一种将模拟信号转换为数字信号的方法。它通过改变信号的频率来表示不同的模拟值，并将频率编码为相应的数
数模转换器与模数转换器基本原理
数模转换器与模数转换器基本原理数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）是现代电子设备中常见的模拟信号处理电路，它们用于将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号。本文将详细介绍数模转换器和模数转换器的基本原理。 一、数模转换器（DAC）基本原理 数模转换器将数字信号转换为模拟信号，通常用于将数字数据转换为模拟信号输出，如音频、视频等。数模转换器的基本原理如下： 1. 数字信号表示：数字信号由一系列离散的数值表示，通常用二进制表示。比如，一个八位的二进制数可以表示0-255之间的数字。 2. 数字量化：数字量化是将连续的模拟信号离散化，将其转换为一系列离散的数值。这可以通过将模拟信号分成若干个均匀的间隔来实现。例如，将模拟信号分为256个等间隔的量化等级。 3. 数字到模拟转换：数字到模拟转换的过程是将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。这可以通过使用数字信号的离散值对应的模拟信号的电压值来实现。比如，将一个八位的二进制数转换为0-5V之间的电压。 4. 输出滤波：为了减少转换过程中的噪声和失真，通常需要对转换器的输出信号进行滤波。滤波器可以通过消除高频噪声、平滑信号等方式来实现，以获得更好的模拟输出信号。
二、模数转换器（ADC）基本原理 模数转换器将模拟信号转换为数字信号，通常用于模拟信号的数字化处理，如传感器信号采集、音频信号编码等。模数转换器的基本原理如下： 1. 模拟信号采样：模拟信号是连续变化的信号，模数转换器需要将其离散化。采样是指周期性地测量模拟信号的幅度。采样频率越高，采样精度越高，对原始模拟信号的还原能力越强。 2. 量化和编码：量化是将采样后的模拟信号转换为离散的数字量，包括离散幅度和离散时间。编码是将量化后的信号用二进制表示。常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。 3. 数字信号处理：模数转换器的输出是数字信号，可以通过数字信号处理进行后续的处理和分析。例如，可以对采集到的传感器数据进行滤波、数学运算等。 4. 反馈控制：由于模数转换器的精度和性能会受到温度、电压等环境因素的影响，通常需要采用反馈控制的方法来校准和补偿转换器的误差，以确保输出的准确性和稳定性。 总结： 数模转换器和模数转换器是现代电子设备中常用的模拟信号处理电路，它们在数字与模拟信号之间的转换中起着重要的作用。数模转换器将数字信号转换为模拟信号输出，而模数转换器则将模拟信号转换为数字信号。了解并掌握数模转换器和模数转换器的基本原理，可以
模数转换器的原理及应用
模数转换器的原理及应用 模数转换器，即数模转换器和模数转换器，是一种电子器件或电路，用于将模拟信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟信号。该 器件在许多领域都有广泛的应用，包括通信、音频处理、图像处理等。 一、数模转换器的原理 数模转换器的原理基于采样和量化的过程。采样是指在一段时间间 隔内对连续的模拟信号进行测量，将其离散化，得到一系列的样本。 量化是指将采样得到的模拟信号样本转换为对应的数字量。 1. 采样过程：通过采样器对连续的模拟信号进行采样，即在一段时 间间隔内选取一系列点，记录其幅值。采样频率越高，采样得到的样 本越多，对原始信号的还原度越高。 2. 量化过程：将采样得到的模拟信号样本转换为数字量。量化的目 的是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，通常使用二进制表示。量化过程中，将采样得到的模拟信号样本确定为离散的幅值值，并用 数字表示。 二、模数转换器的原理 模数转换器将数字信号转换为模拟信号，其原理与数模转换器相反。它将数字信号的离散样本重新合成为连续的模拟信号，恢复出原始的 模拟信号。
1. 数字信号输入：模数转换器接收来自数字信号源的离散数字信号样本。 2. 重构模拟信号：根据输入的数字信号样本，模数转换器重构出原始的模拟信号。这需要根据离散样本的幅值重新合成出连续变化的模拟信号。 三、模数转换器的应用 模数转换器在许多领域都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用领域： 1. 通信系统：在通信系统中，模数转换器用于将数字信号转换为模拟信号进行传输。它将数字信号编码为模拟信号，便于在传输过程中传递。 2. 音频处理：在音频处理系统中，模数转换器用于将数字音频信号转换为模拟音频信号，以便于放音或其他音频处理操作。 3. 图像处理：在数字图像处理领域，模数转换器用于将数字图像信号转换为模拟图像信号，以便于显示或其他图像处理操作。 4. 控制系统：模数转换器在控制系统中用于将数字控制信号转换为模拟控制信号，以便于控制各种设备或系统的运行。 总结： 模数转换器是一种重要的电子器件，用于将数字信号转换为模拟信号。它基于采样和量化的原理，能够实现数字信号和模拟信号之间的
数模与模数转换电路
数模与模数转换电路 随着数字技术，特别是计算机技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测领域中，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际处理对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），要使计算机或数字仪表能识别和处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号；而经计算机分析、处理后输出的数字量往往也需要将其转换成为相应的模拟信号才能为执行机构所接收。这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路——模数转换电路和数模转换电路。 能将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称A/D 转换器）；而将能把数字信号转换成模拟信号的电路称为数模转换器（简称D/A 转换器），A/D 转换器和D/A 转换器已经成为计算机系统中不可缺少的接口电路。 在本章中，将介绍几种常用A/D 与D/A 转换器的电路结构、工作原理及其应用。 1 D/A 转换器 一． D/A 转换器的基本原理 数字量是用代码按数位组合起来表示的，对于有权码，每位代码都有一定的权。为了将数字量转换成模拟量，必须将每1位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字—模拟转换。这就是构成D/A 转换器的基本思路。 图9.1—1所示是D/A 转换器的输入、输出关系框图，D 0～D n-1是输入的n 位二进制数，v o 是与输入二进制数成比例的输出电压。 图9.1—2所示是一个输入为3位二进制数时D/A 转换器的转换特性，它具体而形象地反映了D/A 转换器的基本功能。 1234567001 010********* 110111D/A转换器 D D D 01 n-1... v o 输入 输出 v o /V D 000
电路中的模数转换与数模转换的原理与应用
电路中的模数转换与数模转换的原理与应用在现代电子设备中，模数转换和数模转换是一些关键的技术，广泛 应用于音频、视频和通信等领域。这些转换技术允许我们将模拟信号 和数字信号之间进行转换，并在电路设计中发挥重要作用。本文将探 讨模数转换和数模转换的原理和应用。 一、模数转换（ADC） 模数转换（Analog-to-Digital Conversion，简称ADC）是将连续的 模拟信号转换为离散的数字信号的过程。它的原理基于量化和编码两 个步骤。 首先，量化将连续的模拟信号分为不同的离散级别。这个过程类似 于将一个连续的信号映射到一组离散的数值上。量化程度的精确度决 定了数字信号的分辨率。常见的量化方法有线性量化和非线性量化。 接下来，编码将量化后的数值转换为数字信号。常见的编码方式包 括二进制编码、格雷码和翻转码等。其中，二进制编码是最常用的编 码方式，它将每个量化级别与一个二进制码相对应。 模数转换器的应用非常广泛。例如，在音频信号处理中，模数转换 器将模拟音频信号转换为数字形式，使得我们可以进行数字信号处理，如音频编码和音频分析等。此外，在通信系统中，模数转换器将模拟 语音信号转换为数字信号，使得我们可以进行数字通信，如电话和移 动通信等。 二、数模转换（DAC）
数模转换（Digital-to-Analog Conversion，简称DAC）是将离散的 数字信号转换为连续的模拟信号的过程。它的原理与模数转换相反， 包括解码和重构两个步骤。 首先，解码将数字信号转换为对应的离散数值。解码过程与编码过 程相反，常见的解码方式包括二进制解码和查找表解码等。 接着，重构将解码后的数值转换为模拟信号。重构过程类似于对数 字信号进行插值和滤波，以恢复出连续的模拟信号。 数模转换器在许多领域中也得到广泛应用。例如，在音频播放器中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号，供扬声器播放。此外，在调制解调器中，数模转换器将数字通信信号转换为模拟信号， 使其可以被传输和接收。 三、模数转换与数模转换的应用 模数转换和数模转换在现代电子设备中具有广泛的应用。例如，在 音频处理系统中，模数转换器将声音信号转换为数字信号，使得我们 可以进行音频编码、音频解码和音频分析等操作。数模转换器则将数 字信号转换为模拟信号，以恢复出原始的音频信号，供音频播放器使用。 此外，在通信系统中，模数转换和数模转换也是不可或缺的。模数 转换器将模拟语音信号转换为数字信号，以便进行数字通信。而数模 转换器则将数字通信信号转换为模拟信号，以供信号接收和解调。
模数转换器和数模转换器
第10章模数转换器和数模转换器 本章主要介绍了 (1)数模转换器DAC的基本原理及多种数模转换器DAC勺转换原理。 (2)数模转换器DAC勺主要性能。 (3)模数转换器ADC的基本原理及多种模数转换器ADC勺主要性能指标。 (4)常用集成DAC ADCS片及其使用方法。 教学基本要求 掌握D/A和A/D转换器的主要性能指标。 理解D/A和A/D转换器的工作原理。 了解常用集成芯片的使用方法。 重点与难点 本章重点：D/A和A/D转换器的基本概念和主要性能指标。 本章难点：D/A和A/D转换器的工作原理。 主要教学内容 10.1数模转换器的基本原理 10. 1. 1数模转换器的概念 10.1.2数模转换原理 10.1.3数模转换器的构成及不同类型数模转换器的特点 10.2DAC的转换精度与转换速度10. 2. 1 转换精度
10.2.2转换速度10.3模数转换器的基本原理 10.3.1模数转换器的基本原理 10. 3.2实现模数转换的步骤 10. 3.3模数转换器的构成及不同类型模数转换器的特点 10.4模数转换器的主要技术指标 10.4.1转换精度 10. 4.2转换速度 10.1数模转换器的基本原理 10.1.1数模转换器的概念 经数字系统处理后的数字量，有时又要求再转换成模拟量以便实际使用，这种转换称为数模转换”。完成数模转换的电路称为数模转换器，简称DAC( Digital to Analog Converter )。 10.1.2数模转换原理 将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。 %*艺如小 !-0 艺如2，) 其中- 为二进制数按位权展开转换成的十进制数值。 10.1.3数模转换器的构成及不同类型数模转换器的特点
数模、模数转换器、比较器的原理
数模、模数转换器、比较器的原理 1、数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的系统，一般用低通滤波即可以实现。数字信号先开展解码，即把数字码转换成与之对应的电平，形成阶梯状信号，然后开展低通滤波。 根据信号与系统的理论，数字阶梯状信号可以看作理想冲激采样信号和矩形脉冲信号的卷积，那么由卷积定理，数字信号的频谱就是冲激采样信号的频谱与矩形脉冲频谱（即Sa函数）的乘积。这样，用Sa函数的倒数作为频谱特性补偿，由数字信号便可恢复为采样信号。由采样定理，采样信号的频谱经理想低通滤波便得到原来模拟信号的频谱。一般实现时，不是直接依据这些原理，因为锋利的采样信号很难获得，因此，这两次滤波（Sa函数和理想低通）可以合并（级联），并且由于这各系统的滤波特性是物理不可实现的，所以在真实的系统中只能近似完成。 2、模数转换器是将模拟信号转换成数字信号的系统，是一个滤波、采样保持和编码的过程。模拟信号经带限滤波，采样保持电路，变为阶梯形状信号，然后通过编码器，使得阶梯状信号中的各个电平变为二进制码。 3、比较器是将两个相差不是很小的电压开展比较的系统。最简单的比较器就是运算放大器。 我们知道，运算放大器在连有深度负反应的条件下，会在线性区工作，有着增益很大的放大特性，在计算时往往认为它放大的倍数是无穷大。而在没有反应的条件下，运算放
大器在线性区的输入动态范围很小，即两个输入电压有一定差距就会使运算放大器到达饱和。如果同相端电压较大，则输出最大电压，一般是+12V；如果反相端电压较大，则输出最小电压，一般是-12V。这样，就实现了电压比较功能。真正的电压比较器还会增加一些外围辅助电路，加强性能。 模数转换有多种实现方法,根据不同的应用选择也就不同。基于双积分原理的模数转换器电路主要针对现实世界中的低速测量应用。例如，在视频及无线通信领域对高速的要求决定了流水线方式是最正确的选择,在音频处理上对音质的要求决定了∑-Δ这种中低速、高精度转换方式是不错的选择,而对于现实世界中的很多低速测量,考虑到成本和功耗的问题,双积分转换方式又是更优的选择。
DAC_ADC模数及数模转换器的发展综述
DAC_ADC模数及数模转换器的发展综述 1 概述 随着数字技术，特别是计算机技术的飞速发展普及，在现代控制、通讯及检测领域中，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际处理对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），要使计算机或数字仪表能识别和处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号；而经计算机分析、处理后输出的数字量往往也需要将其转换成为相应的模拟信号才能为执行机构所接收。这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路——模数转换电路或数模转换电路。 能将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称ADC转换器）；而将能反数字信号转换成模拟信号的电路称为数模转换器（简称DAC转换器），ADC转换器和DAC转换器已经成为计算机系统中不可缺少的接口电路。 2 数模转换电路 2.1 数模转换电路原理 数字量是用代码按数位组合起来表示的，对于有权码，每位代码都有一定的权。为了将数字量转换成模拟量，必须将每1位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字—模拟转换。这就是构成DAC转换器的基本思路。 2.2 数模转换电路的主要性能指标 DAC转换器的主要性能指标有：转换速度、转换精度、抗干扰能力等。在选用D/A转换器时，一般应根据上述几个性能指标综合进行考虑。 2.3 二进制加权架构
从概念上讲，最简单的DAC采用的是二进制加权架构，在该架构中，将n个二进制加权元件（电流源、电阻器或电容器）进行组合以提供一个模拟输出（n = DAC分辨率）。这种架构虽然最大限度地减少了数字编码电路，但MSB和LSB加权之间的差异却随着分辨率的增加而增大，从而使得元件的精确匹配变得很困难。采用该架构的高分辨率DAC不仅难以制造，而且还对失配误差很敏感。 2.4 开尔文（Kelvin）分压器架构 开尔文分压器架构由2的n次方个等值电阻器组成，与二进制加权法相比，这种架构简化了匹配处理（见图1）。电阻器具有相等的阻值，因此必须对输入进行编码。输出是通过对2的n次方个开关中的一个进行解码以便将其接入电阻器串的某一特定位置的方法来决定的。 该架构的优点是其所具有的完全单调、电压输出和低干扰（因为在每个代码变换过程中只有两个开关处于操作状态）特性。如果所有的电阻器都具有相同的阻值，它还将是线性的。一种相关的电流输出架构采用2的n次方个并联于一个基准电压与虚拟地之间的电流源。 这种架构的主要缺点是它需要大量的电阻器和电流源。对于8位以上的分辨率，该架构在外形尺寸和匹配方面的劣势令人望而却步。不过，虽然不适用于较高的分辨率，但此类被称为“全解码型”的架构常被用作更加复杂的“分段式”DAC 的积木式部件。
【精品】数模转换与模数转换
【关键字】精品 第7章数-模转换与模-数转换 第1讲数-模转换 一、教学目的： 1、数模转换的基本原理。 2、理解常见的数模转换电路。 3、掌握数模转换电路的主要性能指标。 二、主要内容： 1、数模转换的定义及基本原理 2、权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数 3、DAC主要性能指标 三、重点难点： 权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数。 四、课时安排：2学时 五、教学方式：课堂讲授 六、教学过程设计 复习并导入新课： 新课讲解： [重点难点] 权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数，逐次逼近型A/D转换器、双积分型A/D转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数。 [内容提要] 本章介绍数字信号和模拟信号相互转换的基本原理和常见转换电路。 必要性与意义：自然界中，许多物理量是模拟量，电子系统中的输入、输出信号多数也是模拟信号。而数字系统处理的数字信号却具有抗干扰能力强、易处理等优点；利用数字系统处理模拟信号的情况也越来越普遍。由于数字系统只能对数字信号进行处理，因此要根据实际情况对模拟信号和数字信号进行相互转换。 随着计算机技术和数字信号处理技术的快速发展，在通信、自动控制等许多领域，常常需要将输入到电子系统的模拟信号转换成数字信号后，再由系统进行相应的处理，而数字系统输出的数字信号，还要再转换为模拟信号后，才能控制相关的执行机构。这样，就需要在模拟信号与数字信号之间建立一个转换接口电路—模数转换器和数模转换器。 A/D转换定义：将模拟信号转换为数字信号的过程称为模数转换（Analog to Digital），或A/D转换。能够完成这种转换的电路称为模数转换器（Analog Digital Converter），简称