A/D和D/A概述

一、什么是A/D、D/A：

　　隨著數字技術，特別是信息技術的飛速發(fā)展與普及，在現代控制、通信及檢測等領域，為了提高系統(tǒng)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(tǒng)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(zhí)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轉換器已成為信息系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。

　　為確保系統(tǒng)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(fā)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。


二、D/A和A/D轉換器的相關性能參數：

　　D/A轉換器是把數字量轉換成模擬量的線性電路器件，已做成集成芯片。由于實現這種轉換的原理和電路結構及工藝技術有所不同，因而出現各種各樣的D/A轉換器。目前，國外市場已有上百種產品出售，他們在轉換速度、轉換精度、分辨率以及使用價值上都各具特色。

D/A轉換器的主要參數：

衡量一個D/A轉換器的性能的主要參數有：

（1）分辨率
是指D/A轉換器能夠轉換的二進制數的位數，位數多分辨率也就越高。
（2）轉換時間
指數字量輸入到完成轉換，輸出達到最終值并穩(wěn)定為止所需的時間。電流型D/A轉換較快，一般在幾ns到幾百ns之間。電壓型D/A轉換較慢，取決于運算放大器的響應時間。
（3）精度
指D/A轉換器實際輸出電壓與理論值之間的誤差，一般采用數字量的最低有效位作為衡量單位。
（4）線性度
當數字量變化時，D/A轉換器輸出的模擬量按比例關系變化的程度。理想的D/A轉換器是線性的，但是實際上是有誤差的，模擬輸出偏離理想輸出的最大值稱為線性誤差。


　　A/D轉換器的功能是把模擬量變換成數字量。由于實現這種轉換的工作原理和采用工藝技術不同，因此生產出種類繁多的A/D轉換芯片。A/D轉換器按分辨率分為4位、6位、8位、10位、14位、16位和BCD碼的31/2位、51/2位等。按照轉換速度可分為超高速（轉換時間≤330ns），次超高速（330~3.3μS），高速（轉換時間3.3~333μS），低速（轉換時間＞330μS）等。A/D轉換器按照轉換原理可分為直接A/D轉換器和間接A/D轉換器。所謂直接A/D轉換器，是把模擬信號直接轉換成數字信號，如逐次逼近型，并聯(lián)比較型等。其中逐次逼近型A/D轉換器，易于用集成工藝實現，且能達到較高的分辨率和速度，故目前集成化A/D芯片采用逐次逼近型者多；間接A/D轉換器是先把模擬量轉換成中間量，然后再轉換成數字量，如電壓/ 時間轉換型（積分型），電壓/頻率轉換型，電壓/脈寬轉換型等。其中積分型A/D轉換器電路簡單，抗干擾能力強，切能作到高分辨率，但轉換速度較慢。有些轉換器還將多路開關、基準電壓源、時鐘電路、譯碼器和轉換電路集成在一個芯片內，已超出了單純A/D轉換功能，使用十分方便。