發布日期：2022-04-20 點擊率：55
并行數模轉換數模轉換有兩種轉換方式：并行數模轉換和串行數模轉換。圖1為典型的并行數模轉換器的結構。虛線框內的數碼操作開關和電阻網絡是基本部件。圖中裝置通過一個模擬量參考電壓和一個電阻梯形網絡產生以參考量為基準的分數值的權電流或權電壓;而用由數碼輸入量控制的一組開關決定哪一些電流或電壓相加起來形成輸出量。所謂“權”，就是二進制數的每一位所代表的值。例如三位二進制數“111“,右邊第1位的“權”是 20/23=1/8;第2位是21/23=1/4;第3位是22/23=1/2。位數多的依次類推。圖2為這種三位數模轉換器的基本電路,參考電壓VREF在R1、R2、R3中產生二進制權電流,電流通過開關。當該位的值是“0”時,與地接通;當該位的值是“1”時,與輸出相加母線接通。幾路電流之和經過反饋電阻Rf產生輸出電壓。電壓極性與參考量相反。輸入端的數字量每變化1，僅引起輸出相對量變化1/23=1/8,此值稱為數模轉換器的分辨率。位數越多分辨率就越高，轉換的精度也越高。工業自動控制系統采用的數模轉換器大多是10位、12位，轉換精度達0.5～0.1%。
串行數模轉換串行數模轉換是將數字量轉換成脈沖序列的數目，一個脈沖相當于數字量的一個單位，然后將每個脈沖變為單位模擬量，并將所有的單位模擬量相加，就得到與數字量成正比的模擬量輸出，從而實現數字量與模擬量的轉換。隨著數字技術，特別是計算機技術的飛速發展與普及，在現代控制、通信及檢測等領域，為了提高系統的性能指標，對信號的處理廣泛采用了數字計算機技術。由于系統的實際對象往往都是一些模擬量(如溫度、壓力、位移、圖像等)，要使計算機或數字儀表能識別、處理這些信號，必須首先將這些模擬信號轉換成數字信號;而經計算機分析、處理后輸出的數字量也往往需要將其轉換為相應模擬信號才能為執行機構所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號與數字信號之間起橋梁作用的電路--模數和數模轉換器。將模擬信號轉換成數字信號的電路，稱為模數轉換器(簡稱A/D轉換器或ADC,Analog to Digital Converter);將數字信號轉換為模擬信號的電路稱為數模轉換器(簡稱D/A轉換器或DAC,Digital to Analog Converter);A/D轉換器和D/A轉換器已成為計算機系統中不可缺少的接口電路。為確保系統處理結果的精確度，A/D轉換器和D/A轉換器必須具有足夠的轉換精度;如果要實現快速變化信號的實時控制與檢測，A/D與D/A轉換器還要求具有較高的轉換速度。轉換精度與轉換速度是衡量A/D與D/A轉換器的重要技術指標。 隨著集成技術的發展，現已研制和生產出許多單片的和混合集成型的A/D和D/A轉換器，它們具有愈來愈先進的技術指標。本章將介紹幾種常用A/D與D/A轉換器的電路結構、工作原理及其應用。
數字量是用代碼按數位組合起來表示的，對于有權碼，每位代碼都有一定的位權。為了將數字量轉換成模擬量，必須將每1位的代碼按其位權的大小轉換成相應的模擬量，然后將這些模擬量相加，即可得到與數字量成正比的總模擬量，從而實現了數字—模擬轉換。這就是組成D/A轉換器的基本指導思想。圖11.1.1表示了4位二進制數字量與經過D/A轉換后輸出的電壓模擬量之間的對應關系。 由圖11.1.1還可看出，兩個相鄰數碼轉換出的電壓值是不連續的，兩者的電壓差由最低碼位代表的位權值決定。它是信息所能分辨的最小量，也就是我們所說的用1LSB(Least Significant Bit)表示。對應于最大輸入數字量的最大電壓輸出值(絕對值)，用FSR(Full Scale Range)表示。D/A轉換器由數碼寄存器、模擬電子開關電路、解碼網絡、求和電路及基準電壓幾部分組成。數字量以串行或并行方式輸入、存儲于數碼寄存器中，數字寄存器輸出的各位數碼，分別控制對應位的模擬電子開關，使數碼為1的位在位權網絡上產生與其權值成正比的電流值，再由求和電路將各種權值相加，即得到數字量對應的模擬量。
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