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D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)包括:轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換精度和溫度特性等。當(dāng)然除了三項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)外我們還應(yīng)該考慮到其它一些外在因素如輸入電壓的范圍、輸出數(shù)字的編碼、工作溫度范圍和電壓穩(wěn)定度等方面的要求。
一.轉(zhuǎn)換速度
當(dāng)D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字量發(fā)生變化時(shí),輸出的模擬量并不能立即達(dá)到所對(duì)應(yīng)的量值,它需要一段時(shí)間。通常用建立時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率兩個(gè)參數(shù)來(lái)描述D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度。
建立時(shí)間(tset)指輸入數(shù)字量變化時(shí),輸出電壓變化到相應(yīng)穩(wěn)定電壓值所需要時(shí)間。一般用D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字量NB從全0變?yōu)槿?時(shí),輸出電壓達(dá)到規(guī)定的誤差范圍(LSB/2)時(shí)所需時(shí)間表示。D/A轉(zhuǎn)換器的建立時(shí)間較快,單片集成D/A轉(zhuǎn)換器建立時(shí)間zui短可達(dá)0.1μs以內(nèi)。
轉(zhuǎn)換速率(SR)用大信號(hào)工作狀態(tài)下(輸入信號(hào)由全1到全0或由全0到全1),模擬電壓的變化率表示。一般集成D/A轉(zhuǎn)換器在不包含外接參考電壓源和運(yùn)算放大器時(shí),轉(zhuǎn)換速率比較高。實(shí)際應(yīng)用中,要實(shí)現(xiàn)快速D/A轉(zhuǎn)換不僅要求D/A轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率,而且還應(yīng)選用轉(zhuǎn)換速率較高的集成運(yùn)算放大器。
二.轉(zhuǎn)換精度
轉(zhuǎn)換精度是用分辨率、轉(zhuǎn)換誤差和轉(zhuǎn)換時(shí)間來(lái)描述的。
1.轉(zhuǎn)換誤差
由于D/A轉(zhuǎn)換器中各元件參數(shù)存在誤差,基準(zhǔn)電壓不夠穩(wěn)定和運(yùn)算放大器的零漂等各種因
素的影響,使得D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)際精度還與一些轉(zhuǎn)換誤差有關(guān),如比例系數(shù)誤差、失調(diào)誤差和非線性誤差等。
比例系數(shù)誤差是指實(shí)際轉(zhuǎn)換特性曲線的斜率與理想特性曲線斜率的偏差。如在n位倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器中,當(dāng)VREF偏離標(biāo)準(zhǔn)值△VREF時(shí),就會(huì)在輸出端產(chǎn)生誤差電壓△vO
。由式
可知
△VREF引起的誤差屬于比例系數(shù)誤差
2.分辨率
分辨率用于表征D/A轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入微小量變化的敏感程度。其定義為D/A轉(zhuǎn)換器模擬量輸出電壓可能被分離的等級(jí)數(shù)。輸入數(shù)字量位數(shù)愈多,輸出電壓可分離的等級(jí)愈多,即分辨率愈高。所以在實(shí)際應(yīng)用中,往往用輸入數(shù)字量的位數(shù)表示D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率。此外,D/A轉(zhuǎn)換器也可以用能分辨zui小輸出電壓與zui大輸出電壓之比給出。n位D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率可表示為1/(2n-1)。它表示D/A轉(zhuǎn)換器在理論上可以達(dá)到的精度。D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度通常用分辨率和轉(zhuǎn)換誤差來(lái)描述。
3.轉(zhuǎn)換時(shí)間
轉(zhuǎn)換時(shí)間是指D/A轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號(hào)到來(lái)開(kāi)始,到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間與轉(zhuǎn)換電路的類型有關(guān)。不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠(yuǎn)。其中并行比較A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度zui高,8位二進(jìn)制輸出的單片集成D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)到50ns以內(nèi),逐次比較型D/A轉(zhuǎn)換器次之,它們多數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間在10~50s以內(nèi),間接D/A轉(zhuǎn)換器的速度zui慢,如雙積分D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)從系統(tǒng)數(shù)據(jù)總的位數(shù)、精度要求、輸入模擬信號(hào)的范圍以及輸入信號(hào)極性等方面綜合考慮D/A轉(zhuǎn)換器的選用。
三.溫度系數(shù)
是指在輸入不變的情況下,輸出模擬電壓隨溫度變化產(chǎn)生的變化量。一般用滿刻度輸出條件下溫度每升高1。C,輸出電壓變化的百分?jǐn)?shù)作為溫度系數(shù)。
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