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A-D和D-A转换技术
来源:本站整理  作者:佚名  2015-12-21 13:51:29



   (1) A-D转换技术
    A-D转换就是将模拟信号转换成数字信号,在A-D转换过程中,首先是利用采样保持电路对输入的模拟信号进行采样,如图1-3所示。

    电路中的模拟开关是采样开关,它的每秒接通次数为采样频率,接通时间为采样时间。例如,对于音响信号,每秒采样44.1千次,即44.1 kHz。模拟开关通断是由控制信号控制的,高电平接通,低电平断开。接通时送出输入信号在接通时刻的电平值(样本值)。该样本电平值送到保持电容以保持其电平值,经输出缓冲放大器放大后输出,待下一个采样值送出时,它又保持输出这一电平值。因此,经保持电路处理后的信号就变成了一种阶梯形的模拟信号,该信号经量化编码后变成了数字信号。
    A-D转换器有多种类型,若影碟机采用16位的数字信号,则要求A-D转换器不但要具有将模拟信号分解成2 16 =65536个等级的能力,而且必须在10~20μs的时间内完成整个转换过程。
    图1-4所示为逐级比较式A-D转换器,它主要由模拟比较器、移位寄存器、锁存器和A-D转换器构成。其工作步骤是按照天平称物的原理来完成的。如果把图中的模拟比较器比作天平,输入模拟信号比作所测重物的重量,D-A转换器比作砝码,那么,移位寄存器和锁存器就相当于放人、取出或留下的砝码。输入信号增加表示物体量增加,这时就必须增加珐码,也就是说,物体重量改变时,砝码也必须相应改变,才能使天平保持平衡,使称出的物体量与砝码相等。

   (2) D-A转换技术
    与A-D转换相反,D-A转换是将数字信号变成模拟信号。其作用是将A-D转换后形成的数字信号再还原成模拟信号,推动模拟设备进行工作。
    D-A转换器的基本结构如图1-5所示。
    D-A转换的位数与A-D转换的位数(图1-5中为16位)应相同,变换速度的最低限度应控制在一定的时间之内。图1-5所示的转换器是采用晶体管的,根据数字信号是0还是1来控制开关是通(ON)还是断(OFF)的工作状态。

    图1-5中,流过R1至R16各个开关的电流用2的倍数加权,即第1位接通时通过的电流为1mA,第2位接通时流过的电流则为(1/2)×1 mA,第3位接通时流过的电流则为(1/4) ×1mA,第4位接通时流过的则为(1/8)×1 mA…。各个电源开关使加权的电流源通、断,在运算放大器的输入端上就会出现导通的电源之和,如(1+1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128+1/256+1/512+…+1/65536)mA。
    该输入电流通过运算放大器进行电流/电压变换,经变换的电压即为与输入的16bit数字值相对应的模拟值,从而推动模拟设备工作。
     D-A转换器有多种形式,如用R-2R梯形电阻构成的D-A转换器、积分式D-A转换器、DEM方式D-A转换器等。这些方式的转换器都是用单片集成电路制成的,具有无须调整的优良特征。不管结构如何复杂,其IC的内部结构都是根据这个基本原理制成的。

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