A/D和D/A概述

一、什么是A/D、D/A：

　　隨著(zhù)數字技術(shù)，特別是信息技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，在現代控制、通信及檢測等領(lǐng)域，為了提高系統的性能指標，對信號的處理廣泛采用了數字計算機技術(shù)。由于系統的實(shí)際對象往往都是一些模擬量（如溫度、壓力、位移、圖像等），要使計算機或數字儀表能識別、處理這些信號，必須首先將這些模擬信號轉換成數字信號；而經(jīng)計算機分析、處理后輸出的數字量也往往需要將其轉換為相應模擬信號才能為執行機構所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號與數字信號之間起橋梁作用的電路--模數和數模轉換器。

　　將模擬信號轉換成數字信號的電路，稱(chēng)為模數轉換器（簡(jiǎn)稱(chēng)A/D轉換器或ADC,Analog to Digital Converter）；將數字信號轉換為模擬信號的電路稱(chēng)為數模轉換器（簡(jiǎn)稱(chēng)D/A轉換器或DAC,Digital to Analog Converter）；A/D轉換器和D/A轉換器已成為信息系統中不可缺少的接口電路。

　　為確保系統處理結果的精確度，A/D轉換器和D/A轉換器必須具有足夠的轉換精度；如果要實(shí)現快速變化信號的實(shí)時(shí)控制與檢測，A/D與D/A轉換器還要求具有較高的轉換速度。轉換精度與轉換速度是衡量A/D與D/A轉換器的重要技術(shù)指標。隨著(zhù)集成技術(shù)的發(fā)展，現已研制和生產(chǎn)出許多單片的和混合集成型的A/D和D/A轉換器，它們具有愈來(lái)愈先進(jìn)的技術(shù)指標。


二、D/A和A/D轉換器的相關(guān)性能參數：

　　D/A轉換器是把數字量轉換成模擬量的線(xiàn)性電路器件，已做成集成芯片。由于實(shí)現這種轉換的原理和電路結構及工藝技術(shù)有所不同，因而出現各種各樣的D/A轉換器。目前，國外市場(chǎng)已有上百種產(chǎn)品出售，他們在轉換速度、轉換精度、分辨率以及使用價(jià)值上都各具特色。

D/A轉換器的主要參數：

衡量一個(gè)D/A轉換器的性能的主要參數有：

（1）分辨率
是指D/A轉換器能夠轉換的二進(jìn)制數的位數，位數多分辨率也就越高。
（2）轉換時(shí)間
指數字量輸入到完成轉換，輸出達到最終值并穩定為止所需的時(shí)間。電流型D/A轉換較快，一般在幾ns到幾百ns之間。電壓型D/A轉換較慢，取決于運算放大器的響應時(shí)間。
（3）精度
指D/A轉換器實(shí)際輸出電壓與理論值之間的誤差，一般采用數字量的最低有效位作為衡量單位。
（4）線(xiàn)性度
當數字量變化時(shí)，D/A轉換器輸出的模擬量按比例關(guān)系變化的程度。理想的D/A轉換器是線(xiàn)性的，但是實(shí)際上是有誤差的，模擬輸出偏離理想輸出的最大值稱(chēng)為線(xiàn)性誤差。


　　A/D轉換器的功能是把模擬量變換成數字量。由于實(shí)現這種轉換的工作原理和采用工藝技術(shù)不同，因此生產(chǎn)出種類(lèi)繁多的A/D轉換芯片。A/D轉換器按分辨率分為4位、6位、8位、10位、14位、16位和BCD碼的31/2位、51/2位等。按照轉換速度可分為超高速（轉換時(shí)間≤330ns），次超高速（330~3.3μS），高速（轉換時(shí)間3.3~333μS），低速（轉換時(shí)間＞330μS）等。A/D轉換器按照轉換原理可分為直接A/D轉換器和間接A/D轉換器。所謂直接A/D轉換器，是把模擬信號直接轉換成數字信號，如逐次逼近型，并聯(lián)比較型等。其中逐次逼近型A/D轉換器，易于用集成工藝實(shí)現，且能達到較高的分辨率和速度，故目前集成化A/D芯片采用逐次逼近型者多；間接A/D轉換器是先把模擬量轉換成中間量，然后再轉換成數字量，如電壓/ 時(shí)間轉換型（積分型），電壓/頻率轉換型，電壓/脈寬轉換型等。其中積分型A/D轉換器電路簡(jiǎn)單，抗干擾能力強，切能作到高分辨率，但轉換速度較慢。有些轉換器還將多路開(kāi)關(guān)、基準電壓源、時(shí)鐘電路、譯碼器和轉換電路集成在一個(gè)芯片內，已超出了單純A/D轉換功能，使用十分方便。