ADC/DAC

一．概述 

        随着现代科学技术的迅猛发展,特别是数字系统已广泛应用于各种学科领域及日常生活,微型计算机就是一个典型的数学系统。但是数字系统只能对输入的数字信号进行处理,其输出信号也是数字信号。而在工业检测控制和生活中的许多物理量都是连续变化的模拟量,如温度、压力、流量、速度等,这些模拟量可以通过传感器或换能器变成与之对应的电压、电流或频率等电模拟量。为了实现数字系统对这些电模拟量进行检测、运算和控制,就需要一个模拟量与数字量之间的相互转换的过程。即常常需要将模拟量转换成数字量,简称为AD转换,完成这种转换的电路称为模数转换器(Analog to Digital Converter) ,简称ADC;或将数字量转换成模拟量,简称DA转换,完成这种转换的电路称为数模转换器(Digital to Analog Converter) ,简称DAC。

二．技术参数 

    DAC静态参数规格

  ◇最小刻度（Resolution）是指DAC输出端所能变化的最小值。

  ◇满幅范围（FSR），是指DAC输出信号幅度的最大范围，不同的DAC有不同的FSR。该范围可以是正或负的电流，电压等模拟量。

  ◇LSB大小是指输入代码变化最小数值时输出端模拟量的变化。

  ◇差分非线性度（DNL）用于测量小信号非线性误差。计算方法：本输入代码和其前一输入代码之间模拟量的变化减去1LSB。

  ◇单调性是指如果增加输入代码其输出模拟量也会保持相应的增加或不变的特性。该特性对使用在反馈环电路之中的DAC非常重要，它能保证反馈环不会被死锁在两个输入代码之间。

  ◇积分非线性度（INL）是指对一个输入代码所有非线性度的累计。这一参数可以通过测量该代码相应的输出模拟量与传输函数直线之间的偏差来完成。

  ◇偏置（offset）是指DAC的输入代码为0 时DAC输出模拟量与理想输出的偏差。

  ◇增益误差（gain error）是指DAC的输入代码为最大时DAC实际输出模拟量与理想输出的偏差。

  ◇精度（accuracy）是指DAC的输出与理想情况的偏差，包括了所有以上的这些错误，有时用百分比来表示。

  ADC静态参数规格

  ◇满幅范围（FSR）的定义与DAC的一样。

  ◇偏置（offset error）是指保证输出代码为0时的理想输入模拟量与实际 输入模拟量的偏差。计算方法：输出第一个代码时ADC的实际输入模拟值减去1/2个LSB大小再减去理想的0代码输入模拟值。

  ◇ADC的增益误差（gain error）是指满幅输入时输出代码的误差。计算方法：实际的满幅输出代码值加上1/2 LSB值，再加上偏置（offset error）。

  ◇LSB值是通过测量最小的和最大的转换点后计算得到的。理想情况下，模拟输入变化一个LSB值，将引起输出端变化一个代码。

  ◇差分非线性度（DNL）用于测量小信号非线性误差。计算方法：两个转换点之间的模拟输入量之差减去一个LSB值。

  ◇无丢码位数（no missing code）是指该ADC在实际情况下能产生多少位输出。一个14位的ADC可能被说明为“无丢码位数为12（no missing codes to 12 bits）”，这就表明此ADC在输入变化时，其输出端的低两位代码不会发生变化，而只是其它的高12位代码能发生变化。

  ◇积分非线性度（INL）是指一个指定代码实际输入和传输函数线上理想输入之间的偏移。

  ◇ADC的测量精度概念与DAC的相似。