模拟-数字信号转换原理

模拟信号-数字信号转换原理基本概念模拟/数字转换数字/模拟转换在产品中的应用基本概念模拟信号时间连续，取值连续信号的原始形态：温度压力重量声音图像传输过程中，抗干扰差，有噪声积累，保密性差处理电路不易于集成，体积大，功耗大基本概念数字信号时间离散，取值离散信号处理的中间形式传输过程中，抗干扰好，无噪声积累便于存储、处理和交换，保密性好处理电路易于集成，设备体积小基本概念信号转换ADC：模拟信号转换为数字信号的电路DAC：数字信号转换为模拟信号的电路基本概念模拟/数字转换数字/模拟转换在产品中的应用模拟/数字转换转换过程四个步骤：采样、保持、量化、编码模拟/数字转换采样/保持工作波形电路原理模拟/数字转换量化和编码量化：将离散信号的幅度变化为某个最小单位的整数倍，这个最小单位称为量化单位量化误差：由于舍入产生编码：把量化的数值用二进制代码表示量化单位越小，量化误差就越小，但最终编码结果的位数也会越多模拟/数字转换ADC指标分辨率：引起输出变动1个LSB时，输入模拟信号的变化量，通常用位数表示。转换误差：实际输出和理想值的相对误差，通常用LSB的倍数表示转换时间：完成一次转换需要的时间输出值：D=A/Vref*(2n-1)A：模拟输入Vref：参考电压n：ADC位数模拟/数字转换ADC分类并行比较型逐次逼近型Σ-Δ型（积分型）模拟/数字转换并行比较型ADC直接转换型，速度快N位转换需要2n-1个比较器，电路规模大，成本高用于高速信号转换场合（例如视频信号）模拟/数字转换逐次逼近型ADC逐位比较，转换速度慢（N位需要N个时钟周期）电路规模小，成本低最常用的ADC模拟/数字转换Σ-Δ型ADC间接型转换，过采样+噪声成形+数值滤波和抽取分辨率高，通常为16位-24位，高精度型ADC适合极低频率的信号（直流信号）的转换成本高，通常用于高精度信号转换基本概念模拟/数字转换数字/模拟转换在产品中的应用数字/模拟转换DAC指标分辨率：通常用位数表示转换误差：实际输出值和理论值的最大偏差转换时间：从输入数字量到输出模拟量的时间输出值：A=D/(2n-1)*VrefD：数字输入Vref：参考电压n：DAC位数数字/模拟转换DAC原理（倒T型电阻网络型）基本概念模拟/数字转换数字/模拟转换在产品中的应用在产品中的应用模拟/数字转换的应用模拟传感器（吊重、高度、幅度、风速）输出的是0-5V模拟信号，要转换为数字信号使用STM32F10x芯片集成的ADC，分辨率12位，逐次逼近型为滤除高频干扰，模拟信号要先做低通滤波STM32F10x芯片内部的ADC参考电压是3.3V，因此模拟信号进入ADC之前要进行分压在产品中的应用模拟/数字转换的应用模拟传感器（吊重、高度、幅度、风速）输出的是0-5V模拟信号，要转换为数字信号使用STM32F10x芯片集成的ADC，分辨率12位，逐次逼近型为滤除高频干扰，模拟信号要先做低通滤波STM32F10x芯片内部的ADC参考电压是3.3V，因此模拟信号进入ADC之前要进行分压在产品中的应用数字/模拟转换的应用PM530S屏亮度调整电路使用了简化版的DAC简化DAC：PWM加RC低通滤波，适合精度要求不高的场合在产品中的应用数字/模拟转换的应用PWM波：周期性方波，占空比可变