一位DA转换器

一位DA转换器与前述转换方式全然不同，它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出，然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出(又称位流方式)，用于音频等场合。

4.DA转换器的主要技术指标:

1)分辩率(Resolution)指最小模拟输出量(对应数字量仅最低位为'1')与最大量(对应数字量所有有效位为'1')之比。

2)建立时间(SettingTime)是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间，也可以认为是转换时间。DA中常用建立时间来描述其速度，而不是AD中常用的转换速率。一般地，电流输出DA建立时间较短，电压输出DA则较长。

其他指标还有线性度(Linearity)，转换精度，温度系数/漂移。

1)分辨率(Resolution)指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2的n次方的比值。分辨率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。

2)转换速率(ConversionRate)是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比较型AD是微秒级属中速AD，全并行/串并行型AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念，是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成，采样速率(SampleRate)必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是ksps和Msps，表示每秒采样千/百万次(kilo/MillionSamplesperSecond)。

3)量化误差(QuantizingError)由于AD的有限分辩率而引起的误差，即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD(理想AD)的转移特性曲线(直线)之间的最大偏差。通常是1个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。

4)偏移误差(OffsetError)输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。

5)满刻度误差(FullScaleError)满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。

6)线性度(Linearity)实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上三种误差。

其他指标还有:绝对精度(AbsoluteAccuracy)，相对精度(RelativeAccuracy)，微分非线性，单调性和无错码，总谐波失真(TotalHarmonicDistotortion缩写THD)和积分非线性。

下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点:积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1)积分型(如TLC7135)

积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

2)逐次比较型(如TLC0831)

逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辨率(12位)时价格很高。

3)并行比较型/串并行比较型(如TLC5510)

并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Halfflash(半快速)型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级(Multistep/Subrangling)型AD，而从转换时序角度又可称为流水线(Pipelined)型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。

4)Σ-Δ(Sigma?/FONT>delta)调制型(如AD7705)

Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。

5)电容阵列逐次比较型

电容阵列逐次比较型AD在内置DA转换器中采用电容矩阵方式，也可称为电荷再分配型。一般的电阻阵列DA转换器中多数电阻的值必须一致，在单芯片上生成高精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列，可以用低廉成本制成高精度单片AD转换器。最近的逐次比较型AD转换器大多为电容阵列式的。

6)压频变换型(如AD650)

压频变换型(Voltage-FrequencyConverter)是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种AD的分辨率几乎可以无限增加，只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是分辨率高、功耗低、价格低，但是需要外部计数电路共同完成AD转换。

按数字量输入方式:并行输入和串行输入da转换器。 按模拟量输出方式:电流输出和电压输出da转换器。 按da转换的分辩率:低分辩率、中分辩率和高分辩率da转换器。

da转换器输入的数字量是由二进制代码按数位组合起来表示的，任何一个n位的二进制数，均可用表达式 data=d020+d121+ d222+…… +dn-12n-1 来表示。其中di=0或1(i=0,1…n-1);20，21，…2n-1分别为对应数位的权。 在da转换中，要将数字量转换成模拟量，必须先把每一位代码按其"权"的大小转换成相应的模拟量，然后将各分量相加，其总和就是与数字量相应的模拟量，这就是da转换的基本原理。

基准电压vref t型(r-2r)电阻网络 位切换开关bsi (i=0，1，…，n-1) 运算放大器a 输出电压vout与输入二进制数d0 ~ dn-1的关系 vout = -vref(d020+ d121+ d222+ … + dn-12n-1)/ 2n