什么是數(shù)模轉換器?數(shù)模轉換器的速度極限受何影響?
在這篇文章中,小編將為大家?guī)頂?shù)模轉換器的相關報道,在本文中,你將對數(shù)模轉換器以及數(shù)模轉換器的速度極限有所了解。如果你對本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、什么是數(shù)模轉換器
首先,我們一起來了解下數(shù)模轉換器的基本信息,例如簡稱、構成、作用等。
數(shù)模轉換器,簡稱DAC,是一種將數(shù)字量轉換為模擬量的設備。 D / A轉換器基本上由權電阻網(wǎng)絡、運算放大器、基準電源和模擬開關這4個不同的部分組成。數(shù)模轉換器通常用于模數(shù)轉換器中。模數(shù)轉換器是A / D轉換器,或簡稱ADC。它是一種將連續(xù)模擬信號轉換為離散數(shù)字信號的設備。
最常見的數(shù)模轉換器將并行二進制數(shù)字量轉換為直流電壓或直流電流。它通常用作過程控制計算機系統(tǒng)的輸出通道,并連接到執(zhí)行器以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制。數(shù)模轉換器電路還用于采用反饋技術的模數(shù)轉換器的設計中。
DAC主要由數(shù)字寄存器、模擬電子開關,位權網(wǎng)絡、求和運算放大器和參考電壓源(或恒流源)組成。使用存儲在數(shù)字寄存器中的數(shù)字位分別控制相應位的模擬電子開關,以便使數(shù)碼1的位在位權重網(wǎng)絡上生成與其位權重成正比的電流值,然后由運算放大器控制每個電流值求和并轉換為電壓值。
二、數(shù)模轉換器的速度極限
在了解了數(shù)模轉換器的基本信息后,我們再來看看數(shù)模轉換器的速度極限。根據(jù)使用經(jīng)驗,數(shù)模轉換器的速度極限通常由兩個參數(shù)所共同決定,這兩個參數(shù)分別使壓擺率和建立時間。下面,我們一一來看看這兩個參數(shù)的詳細內(nèi)容。
1、壓擺率
首先,數(shù)模轉換器的速度極限收到壓擺率的影響,也有人將其描述為運算放大器的速度極限。 DAC的壓擺率參數(shù)與運算放大器的擺率參數(shù)通常保持為1:1的比例。
通常,當輸入電壓發(fā)生顯著變化時,輸出放大器將開始擺幅,即在輸出端以最快的速度來增加輸出。輸出放大器保持該狀態(tài),直到接近期望值,同時輸出開始穩(wěn)定在指定的誤差范圍內(nèi)。
產(chǎn)品規(guī)格描述了DAC擺動時在其輸出端可以看到的最大變化率,通常為每秒幾微伏。
注意:該圖并非根據(jù)真實器件按比例繪制,而是經(jīng)放大后顯示的各個區(qū)域
2、建立時間
其次,數(shù)模轉換器的速度極限還受到建立時間的約束。
DAC的建立時間與運算放大器的建立時間非常相似。此外,主要區(qū)別在于DAC的建立時間還包括停滯時間分量。DAC鎖存或更新輸出所花費的時間被定義為停滯時間。鎖存行為通常是由數(shù)字信號的下降沿(稱為LDAC)觸發(fā)的。下圖顯示了LDAC與DAC輸出之間的交互作用,該交互作用取自DAC8568手冊。
如果輸入步進很大,則DAC將進入擺幅區(qū)域,如上兩個圖所示。在擺幅區(qū)域,DAC的發(fā)展將受到壓擺率參數(shù)的限制。如果DAC確實需要擺動,則建立時間的下一個階段將處于過載恢復狀態(tài),然后是達到指定誤差帶所需的線性建立時間。對于DAC,誤差帶通常在1LSB內(nèi)指定。
產(chǎn)品說明書中為較大的步驟提供了建立時間參數(shù)。例如,DAC8568的指定建立時間為5us,范圍通常為?滿量程輸出至?滿量程輸出。
請記住,擺動時間占整個設置時間的大部分,因此,如果您的輸出步長小于手冊中指定的設置時間規(guī)格,則構建系統(tǒng)所花費的時間將會縮短。在大多數(shù)高精度應用中,建立時間是DAC的有效更新速率。
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