模數(shù)轉(zhuǎn)換器誤差來自何處?這兩種直接模數(shù)轉(zhuǎn)換器了解嗎?
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本文中,小編將對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器誤差以及兩種類型直接模數(shù)轉(zhuǎn)換器予以介紹,如果你想對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí),或者想要增進(jìn)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的了解程度,不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。
一、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及其誤差來源
(一)什么是模數(shù)轉(zhuǎn)換器
首先,我們來看那模數(shù)轉(zhuǎn)換器究竟是什么樣的神奇東西。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器,或A / D轉(zhuǎn)換器,簡(jiǎn)稱ADC,通常是指將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的電子組件。普通的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字信號(hào)本身沒有實(shí)際意義,因此僅代表相對(duì)幅度。 因此,任何模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要參考模擬量作為轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn),而最常見的參考標(biāo)準(zhǔn)是最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)尺寸。輸出數(shù)字量表示輸入信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的大小。
(二)模數(shù)轉(zhuǎn)換器誤差來源
模數(shù)轉(zhuǎn)換器的準(zhǔn)確度在實(shí)際應(yīng)用中是非常重要的,因此,我們有必要了解下模數(shù)轉(zhuǎn)換器的誤差來源可能來自于何處。影響轉(zhuǎn)換器性能的其他誤差源包括:CMRR,時(shí)鐘抖動(dòng),電路板固有噪聲,耦合等。 所有這些錯(cuò)誤最終決定了ADC如何有效地表示信號(hào)。通常在頻域中,ADC可以更有效地表示自己。
從時(shí)域角度來看,分析轉(zhuǎn)換器的總精度需要了解下面五個(gè)誤差:
1. 相對(duì)精度DNL
2. 相對(duì)精度溫度系數(shù)和DNL溫度系數(shù),這兩個(gè)參數(shù)的具體數(shù)值范圍要求通常包含在數(shù)據(jù)表的相對(duì)精度規(guī)格中。
3. 增益溫度系數(shù)誤差
4. 失調(diào)溫度系數(shù)誤差
5. 電源靈敏度通常由第一個(gè)奈奎斯特區(qū)中的低頻PSRR表示。 對(duì)于12位ADC,通??梢员硎緸?0dB或±2LSB。
二、兩種直接ADC介紹
直接模數(shù)轉(zhuǎn)換器是模數(shù)轉(zhuǎn)換器的其中一種類型,直接 ADC 則直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,常用的有并聯(lián)比較型 ADC 和逐次 逼近型 ADC。下面,小編將對(duì)這兩種類型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器一一進(jìn)行介紹。
(一)并聯(lián)比較型ADC
由于并聯(lián)比較ADC同時(shí)采用各種幅度的并行比較,因此每個(gè)位的輸出代碼也同時(shí)生成,因此其突出的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度快,與轉(zhuǎn)換速度無關(guān)。輸出代碼位數(shù)。并行比較ADC的缺點(diǎn)是高成本和高功耗。因?yàn)榫哂衝位輸出的ADC需要2n個(gè)電阻器,(2n -1)個(gè)比較器和D觸發(fā)器以及一個(gè)復(fù)雜的編碼網(wǎng)絡(luò),所以組件的數(shù)量在幾何上隨位數(shù)的增加而增加。因此,這種ADC適用于需要高速和低分辨率的場(chǎng)合。逐次逼近型ADC:逐次逼近型ADC是另一個(gè)直接ADC。它還產(chǎn)生一系列比較電壓VR,但與并行比較ADC不同的是,它一個(gè)接一個(gè)地產(chǎn)生比較電壓,并與輸入電壓相繼進(jìn)行比較,以逐步逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換的方式。逐次逼近型ADC每次轉(zhuǎn)換都需要逐位比較,并且需要(n + 1)個(gè)節(jié)拍脈沖才能完成。因此,它的轉(zhuǎn)換速度比并行比較ADC慢,并且比雙乘積ADC快得多??焖貯DC器件。此外,當(dāng)位數(shù)很大時(shí),與并聯(lián)比較類型相比,它所需的組件要少得多,因此它是集成ADC之一,具有廣泛的應(yīng)用范圍。
(二)逐次逼近型ADC
了解了并聯(lián)比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器后,我們最后再來看看逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
逐次逼近型ADC是另一種直接ADC,它也產(chǎn)生一系列比較電壓VR,但與并聯(lián)比較ADC不同,它逐個(gè)產(chǎn)生比較電壓,與輸入電壓逐一比較。 每次轉(zhuǎn)換都必須逐位比較逐次逼近型ADC,它需要(n + 1)個(gè)節(jié)拍脈沖才能完成,因此它的轉(zhuǎn)換速度比并行比較型ADC慢,并且比雙分頻ADC快得多。 它屬于中型Fast ADC器件。 另外,當(dāng)位數(shù)很大時(shí),與并聯(lián)比較類型相比,它所需的組件要少得多,因此它是集成ADC中廣泛使用的組件。
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