数据采集7 数模转换器
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理
数模转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC）是一种将数字信号转换成模拟信号的电子设备。
它将离散的数字信号转换为连续的模拟信号，通常用于将数字信号转换为模拟信号后驱动各种模拟设备，如扬声器、电机等。
数模转换器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 采样：数字信号是由一系列离散的采样值组成的。
数模转换器首先接收到这些采样值作为输入。
通常情况下，采样值是经过模数转换器（ADC）转换而来的。
2. 量化：数模转换器将接收到的每个采样值进行量化。
量化是将连续的采样值映射到离散的数值表示。
通常情况下，量化会使用固定的位数，将采样值映射到对应的二进制数值。
3. 数字数据处理：量化后的数字数据进一步进行处理，如增益调整、数字滤波等。
这些处理步骤可以根据具体应用需求来设计。
4. 数模转换：经过上述处理后的数字数据被送入数模转换器电路中。
数模转换器电路根据数字数据的大小，控制对应的模拟电压或电流输出。
数模转换器电路通常由电阻网络、模拟开关等组成，可以通过开关打开或关闭不同的电路路径，来控制输出的模拟电压或电流值。
5. 输出滤波：数模转换器输出的模拟信号经过滤波电路进行平
滑处理，根据需要去除高频噪声或者其他不需要的频谱成分，从而得到最终的模拟信号。
总的来说，数模转换器通过将离散的数字信号转换为连续的模拟信号，实现了数字与模拟信号之间的转换。
它在各种电子设备中起到了至关重要的作用，如音频设备、通信设备、控制系统等。
如何选择合适的数字与模拟转换器类型
如何选择合适的数字与模拟转换器类型数字与模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）是现代电子设备中常见的重要组成部分。
它们将数字信号转换为模拟信号，用于实现数字系统与模拟系统之间的数据传输，广泛应用于通信、音频处理、工业控制等领域。
然而，在选择合适的数字与模拟转换器类型时，我们需要考虑一系列因素。
本文将针对这些因素进行讨论，以帮助读者更好地选择适合自己需求的转换器。
1. 目标应用与性能要求在选择数字与模拟转换器类型之前，我们需要明确目标应用和性能要求。
不同的应用可能对转换器的精度、速度、功耗等方面有不同的要求。
例如，对于音频处理应用，我们通常需要较高的精度和较低的失真；而在工业控制领域，速度和稳定性可能是更重要的考虑因素。
因此，清楚地了解自己的应用需求是选择合适转换器的第一步。
2. 分辨率与采样速率分辨率是指转换器能够输出的模拟信号的精度。
常见的分辨率有8位、10位、12位和16位等，分辨率越高，输出的模拟信号精度越好。
另外，采样速率是指转换器每秒钟能够进行的采样次数，通常以千赫兹为单位。
较高的采样速率可以更精确地还原输入的模拟信号。
在选择转换器时，需要根据应用需求确定合适的分辨率和采样速率。
3. 数字输入接口数字与模拟转换器一般通过串行接口（如I2C、SPI）或并行接口（如并行总线）与其他数字系统进行通信。
因此，在选择转换器时，需要考虑与现有系统的接口兼容性。
如果需要与多个数字系统进行互联，选择具有多种接口选项的转换器可能更为灵活。
4. 功耗与集成度功耗是选择数字与模拟转换器时另一个重要的考虑因素。
不同类型的转换器功耗有所不同，低功耗转换器适用于要求长时间电池供电的便携式设备，高功耗转换器适用于电源供应充足的应用。
此外，集成度也是一个关键的因素。
一些转换器集成了参考电压源、数字滤波器等功能，可以减少外部元件的数量，简化整体系统设计。
5. 成本和可获得性最后，成本和可获得性也是选择合适的数字与模拟转换器类型时需要考虑的因素。
PETCT配置要求
PET CT配置要求PET/CT配置要求目前，就市场上生产PET/CT的厂家以GE公司、Philip公司、Siemens公司三家的产品较为成熟，三家各具特点，也均有不足和先进之处。
对于应用于临床的PET/CT而言，应该具有以下的特点：PET特点：1.能量分辩率高；2.空间分辩率高；3.时间分辩率要符合技术指标；4.噪声计数率，特别是临床最大计数率（NECR）均应较高；5.其它探测灵敏度、计数丢失，散射分数和随机符合及均匀性应符合当前高端机指标范围。
PET机所能够体现出这些特点主要与PET机探测器晶体的技术指标有明显相关性。
就目前而言， PET主要的几大品牌机器中，组成探头的晶体均由以下的晶体构成，即，BGO（锗酸铋）、GSO（硅酸钆）、（GSO-Zr）、LSO（硅酸镥）晶体。
BGO晶体出现于20世纪70年代，在阻挡光子能力方面是最强大的，这对于PET灵敏度方面有较大的供献。
但是由于晶体的余辉为300ns，限制了符合时间分辨率，降低了采集的效率，非常不利于影像的快速采集和3D采集。
为了更提高采集速度和分辨率，近年来各大公司均相继采用新型材料制作晶体，其中以LSO和BGO晶体为主要代表。
LSO晶体能够被切割成较小的体积，使其空间分辨率可以达到4-5mm。
它的余辉仅为40ns，可以大大缩短采集时间。
目前采用这种晶体作为探测器的PET/CT是最快PET/CT机型之一。
其缺点是LSO晶体自身含有一定量的放射性物质，晶体本底噪声较大，所以给予患者的放射性药物剂量偏大。
GSO或者GSO-Zr晶体综合性能介于BGO和LSO两者之间，其晶体也能够切割到很小的体积，使其空间分辨率也可达到4-5mm左右，并且晶体的稳定性好于其它晶体，而且晶体本身不含有放射性杂质，所以患者所应用的放射性药物量较少，患者受到辐射少。
为了改变单纯的GSO晶体对于光了的阻止的效率欠佳的问题，在GSO晶体加入少量的Zr形成GSO-Zr晶体，明显提高了晶体对于光子阻止率，提高探测的灵敏度。
数采仪_精品文档
数采仪一、简介数采仪（Data Acquisition System，简称DAQ）是一种电子设备，用于采集、处理和记录各种物理量的数据。
它由硬件和软件两部分组成，可广泛应用于实验室研究、工业监测、环境监测等领域。
数采仪的主要功能是将模拟信号转换为数字信号，并进行数据存储和处理。
二、数采仪的基本原理数采仪的硬件部分包括模拟输入通道、模数转换器（ADC）、信号调理电路、数字信号处理器（DSP）以及存储设备等组件。
模拟输入通道负责接收各种模拟信号，如温度、压力、电流等，将其转换为数字信号。
模数转换器是数采仪的核心部件，它将模拟信号转换为数字信号，并采样和量化这些信号。
信号调理电路用于对信号进行放大、滤波和隔离等处理，以提高信号质量。
数字信号处理器负责对采集到的数据进行处理和存储，同时可以实现一些复杂的算法和控制功能。
存储设备用于存储采集到的数据。
三、数采仪的应用领域1. 实验室研究：数采仪在实验室研究中的应用非常广泛，例如物理实验、化学实验、生物实验等。
它可以帮助科研人员采集实验数据，并进行分析和处理，提高实验的精度和效率。
2. 工业监测：数采仪可以应用于工业生产过程的监测和控制。
例如，可以用于监测设备的温度、压力、流量等参数，实时掌握设备的运行状况，并通过数据分析提前发现问题，避免故障发生。
3. 环境监测：数采仪可以用于环境监测，如空气质量监测、水质监测等。
它可以采集环境参数数据，并通过算法和模型进行分析，为环境保护提供数据支持。
四、数采仪的优势1. 高精度：数采仪采用了高精度的模数转换器和信号处理器，可以实现对输入信号的高精度采集和处理。
2. 多通道：数采仪通常提供多个模拟输入通道，可以同时采集多个信号，提高采集效率。
3. 灵活性：数采仪可以根据具体需求进行灵活配置，如模拟输入通道数量、采样率等可以调整。
4. 可编程：数采仪通常配备软件开发工具，用户可以通过编程自定义采集和处理的算法。
五、数采仪的选型和应用注意事项1. 型号选择：根据具体应用需求选择合适的数采仪型号，包括通道数量、采样率、精度等参数。
模数和数模转换器（ADC和DAC）工作原理
模数和数模转换器（ADC和DAC）工作原理为了能够使用数字电路处理模拟信号,必须把模拟信号转化成相应的数字信号,方能送入数字系统进行处理.同时也要把处理后得到的数字信号在转换成相应的模拟信号,作为最后的输出.我们把前一种从模拟信号到数字信号的转换叫做模-数转换,或简称A/D;把后一种从数字信号到模拟信号的转换叫做数-模转换,或简称D/A.同时把A/D或D/A 转换的电路叫做模数转换器(简称ADC)或数模转换器(简称DAC)主要分成以下几个部分：1、取样：取样（也称采样）是将时间上连续变化的信号，转换为时间上离散的信号，即将时间上连续变化的模拟量转换为一系列等间隔的脉冲，脉冲的幅度取决于输入模拟量。
2、保持：模拟信号经采样后，得到一系列样值脉冲。
采样脉冲宽度一般是很短暂的，在下一个采样脉冲到来之前，应暂时保持所取得的样值脉冲幅度，以便进行转换。
因此，在取样电路之后须加保持电路。
3、量化：将采样后的样值电平归化到与之接近的离散电平上，这个过程称为量化。
4、编码：把量化的结果用代码表示出来，称为编码。
这些代码就是A/D转换的输出结果。
模拟信号数字化需要注意两个问题：①每秒钟需要采集多少个信号样本，也就是采样频率(fs)是多少，②每个信号样本的比特数b/s(bit per sample)应该是多少，也就是量化精度。
根据奈奎斯特理论（Nyquist theory），采样频率的高低是由模拟信号本身的最高频率决定的。
奈奎斯特理论指出，采样频率不应低于模拟信号最高频率的两倍，这样就能把以数字表达的信号还原成原来的信号，这叫做无损数字化（lossless digitization）。
采样定律用公式表示为fs ≥ 2f或者T s ≤ T/2其中f为被采样信号的最高频率，T为被采样信号的最低周期，fs 称为采样频率，Ts为采样间隔。
如下图，图中的正弦曲线代表原始音频曲线；填了颜色的方格代表采样后得到的结果，二者越吻合说明采样结果越好。
数模转换器原理
数模转换器原理
数模转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）是一种
电子器件，用于将数字信号转换为模拟信号。
其原理是根据输入的数字信号，在输出端生成一个与输入信号相对应的模拟信号。
数模转换器由两部分组成：数字部分和模拟部分。
数字部分接收来自数字信号源的输入数据，通常是以二进制形式表示的数字信号。
数字部分的任务是根据输入信号的数值，控制模拟部分产生相应的模拟电压信号。
模拟部分由一组电路组成，根据数字部分传递过来的信号值生成模拟电压信号。
常用的数模转换器有脉冲宽度调制（PWM）、脉冲数调制（PCM）和脉冲密度调制（PDM）等。
具体的工作原理如下：
1. 数字部分接收到输入的数字信号后，将其转换为一个相应的二进制代码。
2. 数字部分将转换后的二进制代码传递给模拟部分。
3. 模拟部分根据接收到的二进制代码产生相应的模拟电压信号。
4. 模拟电压信号经过滤波和增益调节等处理后，输出为模拟信号的形式。
数模转换器的输出模拟信号可以是连续的，也可以是离散的。
连续模拟信号多用于音频和视频等领域，离散模拟信号多用于控制系统和通信系统中。
数模转换器广泛应用于各种电子设备中，如数字音频设备、数字视频设备、测量仪器、通信设备等。
它的主要作用是将数字信号转换为能够被模拟设备或模拟电路处理的模拟信号，使得数字设备能够与模拟设备进行数据交互。
数模转换器基本原理及常见结构
ADC作用：将模拟量转换为数字量。 主要应用：(低速)数字万用表，电子秤等； (中速)工业控制，实验设备等；(高速)数字通 信、导弹测远等；(超高速)数字音频、视频信 号变换、气象数据分析处理。
ADC输入是模拟量，输出是数字量； ADC输出的数字量可视为输入电压(电 流)与基准电压(电流)相比所占的比例。
110
6V
7V≤V优in＜点8V ：转换0快000（000 仅一个时1钟11 周期）。7V
不足：n较大时，比较器、分压电阻数量 太大，难以保证其准确性及一致性。
二、逐次逼近式ADC
Vf Vi
Next
DAC
D0
比较器
Dn-1
_ Vp
比较
逐次逼近 寄存器
SAR
时钟
输出 寄存器
VR D0
Dn-1
开始前清零!
有了ma、b及实测输出x，用y=max+b即可 得到消除了增益和失调误差标准输出。
三、高分辨率ADC与微处理器的接口
当ADC位数大于CPU数据宽度的接口方 法（通常ADC提供两次读出数据控制）。
数据线 为三态
数据线 非三态
§8.4.4 ADC的应用电路
温度
V0
压力
V1
位移
V2
速度
V3
液位
V4
功率
最小数量单位称量化单位(1△=1LSB)。
编码：将量化结果用数字代码表示出来。 常见有自然二进制编码、二进制补码编码。
因取样值为输入信号某些时刻的瞬时值， 它们不可能都正好是量化单位的整数倍，即在
量化时不可避免地会引入量化误差(ε)。
量化误差：有限位ADC产生的输出数据的 等效模拟值与实际输入模拟量之间的差值。
如何设计简单的模数转换器和数模转换器电路
如何设计简单的模数转换器和数模转换器电路在电子领域中，模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）是常见的电路设备，它们可以将模拟信号转换为数字信号或将数字信号转换为模拟信号。
本文将介绍如何设计一种简单但有效的模数转换器和数模转换器电路。
一、模数转换器（ADC）电路设计：ADC的作用是将模拟信号转换为数字信号。
以下是一个简单的ADC电路设计方案：1. 采样电路：ADC的第一阶段是采样，即对模拟信号进行定期的采样。
可以使用开关电容电路或样保持电路来实现这一功能。
这些电路可以将输入信号保持在一个电容中，然后在固定的采样时间内读取电容电压。
2. 量化电路：采样之后，接下来需要将模拟信号量化为数字信号。
使用比较器和计数器可以实现这一过程。
比较器将采样信号与一个参考电压进行比较，并产生高低电平的输出信号。
计数器用于计算比较器输出信号的个数，并将其转换为数字表示。
3. 数字处理电路：ADC的最后一步是数字处理，即将量化后的数字信号进行处理和滤波。
这个过程可以使用微处理器或数字信号处理器（DSP）来完成。
数字处理电路可以对信号进行滤波、平滑和放大等操作，以提高最终输出结果的质量。
二、数模转换器（DAC）电路设计：DAC的作用是将数字信号转换为模拟信号。
以下是一个简单的DAC电路设计方案：1. 数字信号处理：DAC的第一步是对数字信号进行处理。
这可以通过计算机、FPGA或其他数字处理设备来完成。
在这一步中，将数字信号转换为对应的数值表示。
2. 数字到模拟转换：将处理后的数字信号转换为模拟信号的常用方法是使用数字锯齿波发生器。
数字锯齿波发生器通过逐步增加或减小电压的值来产生连续的模拟输出信号。
可以使用操作放大器和运算放大器来实现这个功能。
3. 输出放大和滤波：模拟信号产生后，可能需要通过放大器进行放大以适应实际应用场景。
此外，还可以使用滤波器来去除模拟信号中的噪声和杂散成分，以提高输出信号的质量和稳定性。
总结：通过以上简单的电路设计方案，我们可以实现基本的模数转换器和数模转换器。
什么是数据转换器它的原理和应用有哪些
什么是数据转换器它的原理和应用有哪些什么是数据转换器：原理和应用数据转换器（Data Converter）是一种电子设备，用于将一种形式的数据转换为另一种形式的数据。
它在电子通信、计算机网络以及其他行业中扮演着至关重要的角色。
本文将介绍数据转换器的原理，以及它在不同领域的应用。
一、原理数据转换器是通过将输入信号采样然后进行量化（Quantization），最终输出转换为数字形式的数据。
这个过程包括两个主要步骤：采样和量化。
1. 采样（Sampling）采样是指对输入信号进行周期性的抽样，将连续的模拟信号离散化。
采样频率决定了信号的频率范围，通常按照奈奎斯特定理（Nyquist Theorem）来选择。
奈奎斯特定理规定，对于一个最高频率为f的信号，采样频率必须大于2f，才能够准确还原原始信号。
2. 量化（Quantization）量化是指将采样得到的离散信号映射到一组有限的取值中。
在量化的过程中，连续变化的信号被离散化为一系列固定的取值。
量化精度（Resolution）是指采用的量化水平数目，通常使用比特（bit）来表示。
比特数越多，信号的精度越高，但相应的数据量也会增大。
量化误差是在信号量化过程中产生的误差。
由于原始信号是连续变化的，而量化后的数字信号只能表示离散的取值，因此信号的精度会有所损失。
量化误差的大小与量化精度有关，一般通过信噪比（SNR）来衡量。
二、应用数据转换器在电子通信、计算机网络以及其他领域中广泛应用。
以下是一些常见的应用示例：1. 模数转换器（ADC）模数转换器将模拟信号转换为数字信号，是许多系统中不可或缺的组成部分。
例如，在音频设备中，模数转换器将声音信号转换为数字信号，使其能够被数字音频处理器处理。
在工业自动化中，模数转换器将传感器信号转换为数字信号，以便进行数据分析和控制。
2. 数模转换器（DAC）数模转换器将数字信号转换为模拟信号，用于许多应用中，包括音频播放器、视频显示器和测量设备等。
电路中的数字转换和数据处理
电路中的数字转换和数据处理数字转换和数据处理是电路中的重要部分。
在现代电子设备中，数字信号已经取代了传统的模拟信号，使数据处理更加高效和稳定。
本文将介绍数字转换和数据处理的原理、常见的数字转换技术以及其在电路中的应用。
一、数字转换的原理数字转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。
它的原理基于采样和量化。
采样是指以一定的时间间隔对模拟信号进行采集，将连续的模拟信号离散化。
量化是将采样的信号值转换为离散的数值，通常是用二进制进行表示。
二、常见的数字转换技术1. ADC（模数转换器）ADC是将模拟信号转换为数字信号的设备。
它可以通过不同的转换技术实现，如逐次逼近法、逐渐逼近法和闪存法。
其中，逐次逼近法是最常用的技术，它通过逐步逼近模拟信号与参考电压之间的差距来进行转换。
2. DAC（数模转换器）DAC是将数字信号转换为模拟信号的设备。
它将数字信号转换为对应的模拟电压或电流输出，实现信号的恢复。
DAC的常见类型包括串行输入、并行输入和校正型DAC。
三、数据处理数字信号在电路中经常需要进行各种处理，以满足具体的应用需求。
以下列举几种常见的数据处理方法：1. 滤波滤波是对信号进行频率选择性处理的过程。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
它们可以去除噪声、调整信号频率分布等。
2. 压缩数据压缩是将原始数据进行编码，以减少数据的存储空间或传输带宽。
常见的压缩算法有无损压缩和有损压缩，根据具体应用需求选择适合的算法。
3. 解码解码是对编码后的数据进行还原的过程。
它是编码的逆操作，恢复原始数据的形式和内容。
四、数字转换和数据处理在电路中的应用数字转换和数据处理在电路中广泛应用于各个领域。
以下是一些示例：1. 通信系统数字转换和数据处理在通信系统中用于信号的调制、解调和编解码。
它可以提高通信质量和抗干扰能力。
2. 控制系统数字转换和数据处理在控制系统中用于信号的采集和处理。
它可以实时监测和调节系统的状态，实现自动控制。
什么是数字模拟转换器它在测量仪器中的应用有哪些
什么是数字模拟转换器它在测量仪器中的应用有哪些数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC）是一种将数字信号转换为模拟信号的电子设备。
它被广泛应用于各种测量仪器中，以实现数字信号的转换和处理。
本文将介绍数字模拟转换器的原理和在测量仪器中的应用。
一、数字模拟转换器的原理数字模拟转换器是通过将数字信号转换为模拟电压或电流输出来实现信号的转换和处理。
其基本原理是根据输入的数字码值，按照一定的算法将电压输出转换为对应的模拟信号。
数字模拟转换器通常由输入接口、数模转换电路和输出接口三部分组成。
输入接口用于接收来自数字信号源的输入信号，通常是二进制码。
输入信号经过数模转换电路进行处理，输出模拟信号，并通过输出接口输出。
二、数字模拟转换器的应用数字模拟转换器在测量仪器中有广泛的应用，其中包括以下几个方面：1. 信号发生器：信号发生器是一种用于产生各种类型、频率和幅度的信号的仪器。
数字模拟转换器可以用来实现信号发生器中的信号频率和幅度调节功能，通过改变转换器的输入码值，输出对应频率和幅度的模拟信号。
2. 示波器：示波器是一种用于显示和测量电信号波形的仪器。
数字模拟转换器在示波器中的应用是将采集到的数字信号转换为模拟信号，以便在示波器的屏幕上显示波形。
3. 电压表和电流表：电压表和电流表用于测量电路中的电压和电流数值。
数字模拟转换器可用于将测得的电压和电流值转换为对应的模拟信号，并通过显示器显示出来。
4. 电源：电源是提供电流和电压给其他电子设备的设备。
数字模拟转换器可用于电源中的电压和电流的调节功能。
通过改变转换器的输入码值，可调节电源输出的电压和电流数值。
5. 数据采集系统：数据采集系统用于采集和记录各种物理量的数据。
数字模拟转换器在数据采集系统中的应用是将采集得到的模拟信号转换为数字信号，以便进行存储和处理。
综上所述，数字模拟转换器是将数字信号转换为模拟信号的电子设备，广泛应用于测量仪器中。
数模转换器与模数转换器基本原理
数模转换器与模数转换器基本原理数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）是现代电子设备中常见的模拟信号处理电路，它们用于将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号。
本文将详细介绍数模转换器和模数转换器的基本原理。
一、数模转换器（DAC）基本原理数模转换器将数字信号转换为模拟信号，通常用于将数字数据转换为模拟信号输出，如音频、视频等。
数模转换器的基本原理如下：1. 数字信号表示：数字信号由一系列离散的数值表示，通常用二进制表示。
比如，一个八位的二进制数可以表示0-255之间的数字。
2. 数字量化：数字量化是将连续的模拟信号离散化，将其转换为一系列离散的数值。
这可以通过将模拟信号分成若干个均匀的间隔来实现。
例如，将模拟信号分为256个等间隔的量化等级。
3. 数字到模拟转换：数字到模拟转换的过程是将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。
这可以通过使用数字信号的离散值对应的模拟信号的电压值来实现。
比如，将一个八位的二进制数转换为0-5V之间的电压。
4. 输出滤波：为了减少转换过程中的噪声和失真，通常需要对转换器的输出信号进行滤波。
滤波器可以通过消除高频噪声、平滑信号等方式来实现，以获得更好的模拟输出信号。
二、模数转换器（ADC）基本原理模数转换器将模拟信号转换为数字信号，通常用于模拟信号的数字化处理，如传感器信号采集、音频信号编码等。
模数转换器的基本原理如下：1. 模拟信号采样：模拟信号是连续变化的信号，模数转换器需要将其离散化。
采样是指周期性地测量模拟信号的幅度。
采样频率越高，采样精度越高，对原始模拟信号的还原能力越强。
2. 量化和编码：量化是将采样后的模拟信号转换为离散的数字量，包括离散幅度和离散时间。
编码是将量化后的信号用二进制表示。
常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。
3. 数字信号处理：模数转换器的输出是数字信号，可以通过数字信号处理进行后续的处理和分析。
例如，可以对采集到的传感器数据进行滤波、数学运算等。
模数转换器(ADC)的几种主要类型
模数转换器(ADC)的几种主要类型现在的软件无线电、数字图像采集都需要有高速的A/D采样保证有效性和精度，一般的测控系统也希望在精度上有所突破，人类数字化的浪潮推动了A/D转换器不断变革，而A/D转换器是人类实现数字化的先锋。
A/D转换器发展了30多年，经历了多次的技术革新，从并行、逐次逼近型、积分型ADC，到近年来新发展起来的∑-Δ型和流水线型ADC，它们各有其优缺点，能满足不同的应用场合的使用。
逐次逼近型、积分型、压频变换型等，主要应用于中速或较低速、中等精度的数据采集和智能仪器中。
分级型和流水线型ADC主要应用于高速情况下的瞬态信号处理、快速波形存储与记录、高速数据采集、视频信号量化及高速数字通讯技术等领域。
此外，采用脉动型和折叠型等结构的高速ADC，可应用于广播卫星中的基带解调等方面。
∑-Δ型ADC主应用于高精度数据采集特别是数字音响系统、多媒体、地震勘探仪器、声纳等电子测量领域。
下面对各种类型的ADC作简要介绍。
1．逐次逼近型逐次逼近型ADC是应用非常广泛的模/数转换方法，它包括1个比较器、1个数模转换器、1个逐次逼近寄存器（SAR）和1个逻辑控制单元。
它是将采样输入信号与已知电压不断进行比较，1个时钟周期完成1位转换，N位转换需要N个时钟周期，转换完成，输出二进制数。
这一类型ADC的分辨率和采样速率是相互矛盾的，分辨率低时采样速率较高，要提高分辨率，采样速率就会受到限制。
优点：分辨率低于12位时，价格较低，采样速率可达1MSPS；与其它ADC相比，功耗相当低。
缺点：在高于14位分辨率情况下，价格较高；传感器产生的信号在进行模/数转换之前需要进行调理，包括增益级和滤波，这样会明显增加成本。
2．积分型ADC积分型ADC又称为双斜率或多斜率ADC，它的应用也比较广泛。
它由1个带有输入切换开关的模拟积分器、1个比较器和1个计数单元构成，通过两次积分将输入的模拟电压转换成与其平均值成正比的时间间隔。
数模与模数转换器介绍课件
功耗：数模转换器功耗低，模数转换器功耗高
精度：数模转换器精度高，模数转换器精度低
成本：数模转换器成本高，模数转换器换器：用于将数字信号转换为模拟信号，如音频、视频等信号处理领域。
2
模数转换器：用于将模拟信号转换为数字信号，如传感器、测量仪器等数据采集领域。
3
数模与模数转换器：用于实现信号的混合处理，如通信、控制系统等复杂信号处理领域。
数模与模数转换器介绍课件
演讲人
目录
数模转换器
01
模数转换器
02
数模与模数转换器的比较
03
数模与模数转换器的设计
04
1
数模转换器
基本原理
数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的设备
基本原理是通过对数字信号进行采样、量化和编码，生成模拟信号
采样是将连续的时间信号离散化，量化是将离散的信号值量化为有限个离散值，编码是将量化后的信号值转换为模拟信号
4
更小体积：随着集成电路技术的进步，数模与模数转换器在减小体积方面不断取得突破，以满足便携式设备的需求。
4
数模与模数转换器的设计
设计原则
01
精度：保证转换的准确性和精度
02
速度：满足系统实时性要求
03
功耗：降低功耗，提高能源效率
04
成本：在保证性能的前提下，降低成本
设计方法
01
确定转换器的类型和参数
4
数模与模数转换器：用于实现信号的实时处理，如音频、视频等实时信号处理领域。
发展趋势
1
更高精度：随着技术的进步，数模与模数转换器的精度不断提高，以满足更高要求的应用需求。
2
更低功耗：随着节能环保理念的普及，数模与模数转换器在降低功耗方面不断取得突破，以满足便携式设备的需求。
单片机数模转换原理
单片机数模转换原理
数模转换是指将数字信号转换为模拟信号的过程。
在单片机中，数模转换一般是通过使用模数转换器（ADC）来实现的。
下
面介绍数模转换的原理。
1.采样：数模转换的第一步是采样，即将模拟信号按照一定频
率进行测量和记录。
采样频率决定了信号的最高频率分辨率，一般使用奈奎斯特采样定理来确定采样频率，即采样频率应该是模拟信号最高频率的两倍以上。
2.量化：采样得到的数据是连续的模拟信号，为了将其转换为
离散的数字信号，需要对其进行量化。
量化是指将连续的模拟信号按照一定精度进行离散化的过程，通常使用的是均匀量化。
量化的精度由ADC的分辨率决定，分辨率越高，量化误差越小。
3.编码：量化得到的离散信号是模拟信号的近似表示，因此需
要将其进行编码，使其可以被数字系统处理。
常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。
4.输出：经过采样、量化和编码后，模拟信号已转换为数字信号，可以通过输出端口输出给其他数字设备进行进一步处理。
数模转换的原理实质上是将连续的模拟信号按照一定频率进行采样，然后对采样后的数据进行量化和编码，将其转换为离散的数字信号，从而实现数字系统对模拟信号的处理和控制。
07 数据转换器的噪声及其它问题
07 数据转换器的噪声及其它问题数据转换器的噪声问：最近我鉴定一只双电源ADC。
我将待测转换器的输入端接地，并且在LED指示灯上观察其输出的数码。
令我非常惊奇的是为什么我所观察到的输出数码范围不是我所期望的一个数码?答：这是由电路噪声引起的。
当直流输入信号是在两个相邻输出码之间产生变迁时，甚至是在最精密的直流转换器中只是一个很小的电路噪声在其输出端保证出现2个数码偏差。
这是模数转换领域中一个生动的事实。
类似这种情况，在许多实例中其内部噪声都可能大到足以使输出产生几个数码的偏差。
例如具有峰峰噪声电压的转换器输出偏差会超过2 LSB 。
当这种转换器的输入端接地，或者输入端接一个干净的直流信号源时，我们总是能在输出端看到3个甚至有时是4个数码的偏差。
这种电路噪声使采集到的电压不致限制在一个数码所对应的电压范围内。
ADC输入端(包括噪声信号)、电源线及控制线路上的任何外部噪声都会增加内部电路噪声，从而有可能会产生更多位的跳动。
问：当我把一个直流信号加到转换器输入端时，如何确定输出端应该出现的数码数目?答：在知道噪声分布、直流输入信号对应的确切数码和在数码量化范围内的位置( 在两个数码的中心或在两个数码的边界)理想情况下，这是不困难的。
但实际上你不知道这些情况。
你只能知道一些有关转换器的交流技术指标(信噪比、动态范围等)，你可以由此进行估算。
你从这些指标中可以求出转换器噪声有效值相对满度值的大小。
这种噪声幅度大多数都服从高斯分布，所以这种分布的标准偏差(sd)等于其均方根值或有效值。
这一结果还表明呈现的偏差数码不会有相等的概率。
根据高斯分布，偏离平均值±3 sd的概率为99 7% 这一事实，我们在6 sd处可以估算峰峰值噪声电压。
如果N rms 为转换器的噪声有效值，V LSB 为1 LSB对应的电压值(=V span /2 b)，V span 为满度电压，那么以LSB为单位的峰峰噪声电压NB为：NB=6×N rms V LSB =6×2b×N rms V span通常，如果转换器的信噪比表示相对满度值的噪声功率，那么我们可得：NB=32×2b×10 -SNR/20其中b为输出字的位数。
数模转换器市场分析 (一)
数模转换器市场分析 (一)数模转换器是将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号的设备。
它们广泛应用于电信、测量、音频和许多其他领域。
随着电子设备的普及和数字信号的不断增长，数模转换器市场也随之迅速扩大。
本文将从市场规模、竞争情况和发展趋势三个方面对数模转换器市场进行分析。
一、市场规模数字信号处理技术的快速发展对数模转换器的需求不断增加。
据市场研究公司ResearchAndMarkets发布的报告，从2020年到2025年，全球数模转换器市场的年复合增长率预计将达到6.4%。
市场规模将从2020年的29.8亿美元增长到2025年的40.8亿美元。
其中，高速数模转换器和精密数模转换器的需求增长最为迅速，这是由于高速数据采集和信号处理的日益重要和需求的增长。
二、竞争情况数模转换器市场竞争激烈。
市场上有许多国际大公司和本土企业竞争，其中国际大公司如ADI、TI、Maxim、NXP等，具有高品质和高性能的产品，拥有广泛的客户基础和完善的销售渠道。
而本土企业则主要集中在低端市场，主要通过价格和产品性能来竞争。
此外，许多小众企业也在市场中占据了一定的份额，主要集中在高端市场，提供高端的精密数模转换器和高速数模转换器。
三、发展趋势数模转换器市场的发展趋势主要集中在以下几个方面：1.高速数模转换器趋势显著。
随着高速数据采集和信号处理的需求不断提升，高速数模转换器的市场规模将呈现出稳步增长的趋势。
2.小型化、可靠性强、功耗低的趋势。
随着电子设备的小型化和便携化趋势，数模转换器不仅需要具有更小的尺寸，更重要的是需要满足功耗低、可靠性强的要求，这也是市场上产品和技术的发展趋势。
3.新技术的不断涌现。
包括低供电电压、多种输出、高集成度、模拟输入电平范围的扩大和高分辨率等，这些都是未来发展的热点。
综上所述，数模转换器市场规模正在快速增长，并且市场竞争激烈，发展趋势也非常明显。
未来，在上述趋势的推动下，数模转换器市场仍将持续发展和壮大。
数据转换器工作原理解读
数据转换器工作原理解读数据转换器是一种电子设备，用于将一种类型的数据信号转换成另一种类型的数据信号。
它在现代电子通信、音视频处理、传感器和控制系统等领域中起着重要的作用。
本文将对数据转换器的工作原理进行解读，以帮助读者更好地理解其原理和应用。
一、数据转换器的分类数据转换器可以分为模数转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）和数模转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）两大类。
ADC用于将连续变化的模拟信号转换成离散的数字信号，而DAC则将离散的数字信号转换成连续变化的模拟信号。
二、ADC的工作原理ADC的工作原理基于采样和量化的过程。
首先，ADC对模拟输入信号进行采样，即以固定的时间间隔对输入信号进行测量，获取一系列离散的样本值。
然后，采样到的模拟信号通过一个量化器进行量化，将连续的模拟信号转换成相应的离散数值。
最后，ADC将量化后的数值通过数字接口输出，供后续的数字处理器或存储器使用。
ADC的关键参数包括采样率、分辨率和输入范围。
采样率指的是每秒钟采样的次数，决定了ADC能够处理的最高频率。
分辨率表示采样结果的精度，一般以位数表示，如8位、10位、12位等。
分辨率越高，转换精度越高。
输入范围则决定了ADC能够转换的模拟信号幅值范围。
三、DAC的工作原理DAC的工作原理与ADC相反，它将离散的数字信号转换成连续变化的模拟信号。
DAC的核心是数字数据转换成模拟电压或电流的电路。
通常，DAC内部会包含一个数字-模拟（D/A）转换器和一个运放放大器，用于将数字数据转换成相应的模拟信号。
DAC的输出模拟信号的精度取决于其分辨率和参考电压。
分辨率越高，输出信号的精度越高。
参考电压则决定了DAC能够输出的模拟信号范围，一般通过外部提供。
四、数据转换器的应用领域数据转换器广泛应用于各个领域，以下列举几个常见的应用领域：1. 通信系统：ADC用于将模拟语音信号转换成数字信号传输，DAC则用于将数字信号转换成模拟信号输出到扬声器或耳机。
数模转换器的工作原理
数模转换器的工作原理数模转换器的工作原理：①数模转换器即数字模拟转换器，负责将二进制数字信号转变为连续变化的模拟信号。
这一过程在音频播放设备、通信系统及测量仪器等领域中至关重要。
例如，在家用音响系统中，CD播放机读取光盘上的数字信息并将其转换成人们可以听到的声音波形。
②转换的核心步骤涉及取样值的解码，即从存储介质或传输通道获取的数字数据被解释为电压或电流水平。
每个取样值代表信号在某个时间点上的强度。
在音乐播放场景下，每个取样点对应于CD音频流中的离散音频片段。
③解码之后，数模转换器执行量化误差修正，以尽可能准确地重建原始模拟波形。
这一阶段可能包含插值滤波器的应用，用以平滑输出信号，消除阶梯效应。
例如，高端音响设备中使用的DAC，会运用复杂的滤波技术来改善音质。
④插值滤波后，信号通过保持电路，该电路将离散的取样值保持一段时间，以便后续放大和处理。
保持期间，电压水平保持恒定，直到下一个取样值到来。
这一过程在视频信号转换中同样关键，确保显示器上的图像平滑过渡。
⑤最终阶段涉及信号放大，以适应后续电路或负载的要求。
放大器将DAC输出的弱电信号增强到所需水平，比如耳机放大器将DAC 输出适配到耳机灵敏度要求。
⑥整个转换流程中，时钟同步至关重要，确保数字信号正确无误地转换为模拟形式。
不精确的时钟会导致抖动，影响转换质量。
专业音频接口设备往往内置高质量晶体振荡器，以减小时钟误差。
⑦在无线通信基站中，数模转换用于将数字调制信号转变为射频信号，供天线发射。
此场景下，转换精度直接影响信号质量和传输距离。
⑧工业自动化领域，传感器采集的数据经由数模转换，控制执行机构动作，如调节阀门开度或电机转速。
这里，转换器的响应速度决定了控制系统实时性。
⑨医疗成像技术中，如超声波扫描仪，数模转换参与形成最终的图像数据。
每次脉冲回波经由转换，叠加处理后构建完整的二维或三维图像。
⑩便携式电子设备中集成的数模转换器，如智能手机和平板电脑中的音频输出模块，需在功耗和性能间找到平衡，以延长电池寿命同时保证良好用户体验。
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DAC0832引脚
taiyoucai@
7 模/数转换器 7.4单片集成D/A转换器
(4) DAC832的输出极性。
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7 模/数转换器 7.4单片集成D/A转换器
(1) 单极性电压输出
单极性模拟电压输出，可采用图11-5所示接线。 输出电压Vout与输入数字量B的关系:
Vout = －B*（VREF/256）
式中，B=b7·7+ b6·6+……+ b1·1+ b0·0； 2 2 2 2 VREF/256为一常数。 B为0时，Vout也为0，输入数字量为255时，Vout为 最大值，输出电压为单极性。
电流稳定时间1us；
可单缓冲、双缓冲或直接数字输入； 只需在满量程下调整其线性度；
单一电源供电（十5V～＋15V）；
低功耗，200mW。
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7 模/数转换器 7.4单片成D/A转换器
(2) DAC0832的逻辑结构如下：
DAC0832引脚
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(3) 引脚说明（三）
IOUT1：电流输出1端，输入数 字量全“1”时，IOUT1最大， 输入数字量全为“0”时，IOUT1 最小。 IOUT2：D/A转换器电流 输出2端，IOUT2+IOUT1= 常数。 Rfb：外部反馈信号输入 端， 内部已有反馈电阻 Rfb， 根据需要也可外 接反馈电阻。
当CS*=0、ILE=1、 WR1*=0时， 数据信号被锁存在输入寄存器中。
DAC0832引脚
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(3) 引脚说明（二）
XFER*：数据传送控制。 WR2* ：DAC寄存器写选通控制端。 当XFER*=0，WR2* =0时， 输入寄存器状态传入DAC寄存器中。
MOV R0，#0FEH MOVX @R0，A 例11-1
；DAC地址FEH→R0 ；WR*和译码器FEH输出端有效
现举例说明DAC0832单缓冲方式的应用。
DAC0832用作波形发生器。分别写出产生锯 齿波、三角波和矩形波的程序。
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3. MCS-51与DAC0832的接口电路 (1)单缓冲方式 DAC0832内部的两个数据缓冲器有一个处于直通方式， 另一个处于受控的锁存方式。 在实际应用中，如果只有一路模拟量输出，或虽是 多路模拟量输出但并不要求多路输出同步的情况下， 可采用单缓冲方式。 单缓冲方式的接口如图11-5:
第七章数/模转换器
课程：数据采集和处理系统 教材：数据采集与处理技术
青岛理工大学琴岛学院计算机工程系 taiyoucai@ 2009-2010第一学期 2009-10
数据采集
7数/模转换器
7.4 单片集成D ／ A转换器
（1）. DAC0832芯片介绍
DAC0830 系 列 芯 片 是 一 种 具 有 两 个 输 入 数 据 寄 存 器 的 8 位 DAC，它能直接与MCS一51单片机接口，其主要特性参数如下： 分辨率为8位；
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7 模/数转换器 7.4单片集成D/A转换器
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7 模/数转换器 7.4单片集成D/A转换器
(1) 锯齿波的产生
ORG 2000H
START:MOV MOV LOOP: MOVX INC SJMP
R0，#0FEH A，#00H @R0，A A LOOP
；DAC地址FEH→ R0 ；数字量→A ；数字量→D/A转换器 ；数字量逐次加1
输入数字量从0开始，逐次加1，为 FFH时，加1则 清0，模拟输出又为0，然后又循环， 输出锯齿波，如图11-6。 每一上升斜边分256个小台阶，每 个小台阶暂留 时间为执行后三条指令所需要的时间。
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（2）双极性电压输出
Vout =（B－128）*（VREF/128） 由上式，在选用+VREF时，（1）若输入数字量b7＝1， 则Vout为正；（2）若输入数字量b7＝0，则Vout为负。 在选用-VREF时，Vout与+VREF时极性相反。
2#DAC0832的两个端口地址为FEH和FFH。其中， FDH和FEH分别为1#和2#DAC0832的数字量输入控制端 口地址，而FFH为启动D/A转换的端口地址。
图11-9中DAC输出的VX和VY信号要同步，控制X-Y 绘图仪绘制的曲线光滑，否则绘制的曲线是阶梯状。 控制程序如下： taiyoucai@
SJMP
taiyoucai@
LOOP
；重复进行下一个周期
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（2）双缓冲方式 多路同步输出，必须采用双缓冲同步方式。接口电 路如图11-9： 1#DAC0832因和译码器FDH相连，占有两个端口地址 FDH和FFH。
一个8位输 入寄存器
控制线
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(3) 引脚说明（一）
DI0～DI7：8位数字信号输入端 CS*： 片选端。 ILE： 数据锁存允许控制端，高电平有效。
WR1*：输入寄存器写选通控制端。
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(2) 三角波的产生
ORG 2000H START: MOV R0，#0FEH MOV A，#00H UP: MOVX @R0，A ；三角波上升边 INC A JNZ UP DOWN: DEC A ；A=0时再减1又为FFH MOVX @R0，A JNZ DOWN ；三角波下降边 SJMP UP
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(3) 矩形波的产生
ORG START: MOV
LOOP: MOV MOVX LCALL MOV MOVX LCALL
2000H R0，#0FEH
A，#data1 @R0，A ；置矩形波上限电平 DELAY1 ；调用高电平延时程序 A，#data2 @R0，A DELAY2 ；置矩形波下限电平 ；调用低电平延时程序
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由图，WR2*和XFER*接地，故DAC0832的“8位DAC寄存器”（图11-2）处 于直通方式。“8位输入寄存器”受CS*和WR1*端控制，且由译码器输出端 FEH送来（也可由P2口的某一根口线来控制）。因此，8031执行如下两条指 令就可在WR1*和CS*上产生低电平信号，使0832接收8031送来的数字量。