模数、数模转换及其应用论文
单片机的数模转换技术研究及运用
单片机的数模转换技术研究及运用随着科技的进步，单片机作为一种集成电路芯片，在工业控制、电子设备、通信领域等方面得到了广泛的应用。
其中，数模转换技术在单片机中扮演了重要的角色。
本文将对单片机的数模转换技术进行研究，并探讨其在实际应用中的运用。
数模转换技术是将模拟信号转换为数字信号的过程。
在单片机中，数模转换器通常由一个模拟输入、一个数字输出和一个时钟信号组成。
当模拟输入信号经过采样并经过一系列算法处理后，最终转换为数字信号输出，供单片机进行进一步的处理和分析。
数模转换技术在单片机中的应用广泛，包括但不限于以下几个方面：1. 变量测量和控制数模转换器可用于测量各种物理量，如温度、压力、湿度等。
通过将传感器测得的模拟信号转换为数字信号，单片机可以对这些物理量进行准确的测量和控制。
2. 声音和音频处理数模转换技术在音频处理方面也起到了重要的作用。
通过将声音信号转换为数字信号，单片机可以进行音频处理，如音频信号的滤波、放大、降噪等，从而实现更好的音频效果。
3. 图像处理在图像处理领域，数模转换技术同样是关键。
将模拟图像信号转换为数字信号后，单片机可以进行图像的采集、压缩、处理和显示等操作，用于实现图像识别、图像传输等应用。
除了以上应用，数模转换技术还可以用于数据的存储和通信。
通过将模拟信号转换为数字信号，单片机可以将数据保存到内部存储器中，并通过通信接口与其他设备进行数据交换。
在实际应用中，为了获得更高的精度和准确度，我们需要注意以下几点：1. 选择合适的数模转换器不同的数模转换器具有不同的精度和速度。
在选择数模转换器时，需要根据具体应用需求来确定相应的参数，以确保转换的准确性和速度符合要求。
2. 降低噪声和失真模拟信号可能受到噪声和失真的影响，因此在进行数模转换之前，需要采取措施降低噪声和失真的影响。
例如，可以采用滤波技术降低噪声，使用放大器或可调增益放大器来补偿信号失真。
3. 适当的采样频率采样频率是指单位时间内对模拟信号进行采样的次数。
数模转换与模数转换
数模转换与模数转换数模转换（Digital-to-Analog Conversion，简称DAC）和模数转换（Analog-to-Digital Conversion，简称ADC）是数字信号处理中常用的两种信号转换方法。
数模转换将数字信号转换为模拟信号，而模数转换则将模拟信号转换为数字信号。
本文将就数模转换和模数转换的原理、应用以及未来发展进行探讨。
一、数模转换（DAC）数模转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。
在数字系统中，所有信号都以离散的形式存在，如二进制码。
为了能够将数字信号用于模拟系统中，需要将其转换为模拟信号，从而使得数字系统与模拟系统能够进行有效的接口连接。
数模转换的原理是根据数字信号的离散性质，在模拟信号上建立相似的离散形式。
常用的数模转换方法有脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，简称PAM），脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）和脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，简称PPM）等。
这些方法根据传输信号的不同特点，在转换过程中产生连续的模拟信号。
数模转换在很多领域有广泛应用。
例如，在音频领域，将数字音频信号转换为模拟音频信号，使得数字音频可以通过扬声器播放出来。
另外，在电信领域，将数字信号转换为模拟信号后，可以用于传输、调制解调、功率放大等过程。
二、模数转换（ADC）模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。
模拟信号具有连续的特点，而数字系统只能处理离散的信号。
因此，当需要将模拟信号用于数字系统时，就需要将其转换为数字形式。
模数转换的原理是通过采样和量化来实现。
采样是将模拟信号在时间上进行离散化，而量化是将采样信号在幅度上进行离散化。
通过这两个过程，可以将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
模数转换在很多领域都有应用。
例如，在音频领域，将模拟音频信号转换为数字音频信号，使得音频信号可以被数字设备处理和存储。
数模和模数转换
自动控制系统
通过模数转换，实现模拟信号与数字信号之 间的转换，构建自动控制系统。
05
数模和模数转换的挑战与未 来发展
精度和分辨率的提高
总结词
随着技术的发展，对数模和模数转换 的精度和分辨率的要求越来越高。
详细描述
为了满足高精度和分辨率的需求，需 要采用先进的工艺、算法和校准技术， 以提高转换器的性能。这涉及到对噪 声抑制、非线性校正等方面的深入研 究和技术创新。
重要性
实现数字信号和模拟信号之间的相互转换，使得数字系统和模拟系统能够进行有效 的信息交互。
在信号处理中，数模和模数转换是实现信号滤波、放大、调制解调等操作的基础。
在通信中，数模和模数转换是实现信号传输、编解码、调制解调等操作的关键环节。
历史背景
早期的数模和模数转换器主要依 赖于机械和电子元件，精度和稳
于长距离传输和低功耗应用。
Σ-Δ DAC
03
Σ-Δ DAC采用过采样和噪声整形技术，具有高分辨率和低噪声
的特点，适用于音频和其他高精度应用。
DAC的应用
音频处理
DAC可将数字音频信号转换为模拟音频信号，用 于音频播放和处理。
仪器仪表
DAC可用于将数字信号转换为模拟信号，实现各 种物理量的测量和输出。
测量仪器
ADC在测量仪器中应用广泛，如电压表、电 流表、温度计等。
控制系统
ADC在控制系统中用于实时监测和调节系统 参数，如工业控制、汽车电子等。
音频处理
ADC在音频处理中用于将模拟音频信号转换 为数字信号，便于存储、传输和处理。
04
数模和模数转换的应用场景
音频处理
第五章 模数转换和数模转换原理及应用
高 一些 A/D 和 D/A 把半导体带隙基准制作在一起 在使用中可以选择内部基准
§5.2 高速 A/D 转换原理
早期的 A/D 转换方式比较多 发展淘汰后保存下少量几种 高速的并行比较式 中速
的逐位比较式 低速的双积分式D 转换是速度最高的一种模数转换 如图 5 1 所示是它的原理框图 并行 A/D 的组成 由等值 两端为半值 电阻分压构成 2n 个等差的基准电压 对应
器的输出进行二进制编码 输出 n 位二进
制数据 在并行 A/D 转换中 2n 个比较器同
时比较 所以转换速度最快 最高可达数
千兆次转换/秒 它的精度受各比较器和
基准电压的限制 所需要的比较器的个数
随转换的二进制位数成倍增长 所以并行
转换的位数一般为 8 位 最高不超过 10 位 并行 A/D 转换器适用于转换速度要
如图 5-2 所示的是 3 级流水线式 12 位 A/D 转换的原理 每一级流水含有一个 4 位并 行比较式 A/D 转换 除最后一级以外 每级流水含一个模拟减法器 第一级流水含一个 12 位 D/A 第二级含一个 8 位 D/A 第一级 A/D D/A 的基准电压为 VR 第二级 A/D D/A 的基准电压为 VR/16 第三级 A/D 的基准电压为 VR/256
用并行比较方式难以实现 为满足现代数字无线系统 通信 高精度成像系统 高速数据 采集系统等对于A/D 转换器的高速 高精度需求 一些IC 制造商推出另外一种采用流水 线结构 Pipeline 的单片ADC 流水线式A/D 转换能够提供优异的动态特性 可对输入 信号高速 高精度采样 功耗和芯片的尺寸也比并行比较式A/D低
在集成流水线式 A/D 转换中 每级流水的电路完全一样 集成电路版图设计很方便 流水线 A/D 的转换精度一般为 12 位 也有少数 8 位 10 位 14 位高速 A/D 采用流水线 式结构
什么是数模转换和模数转换
什么是数模转换和模数转换1. 引言在现代科技和通信领域中，数模转换（Digital-to-Analog Conversion）和模数转换（Analog-to-Digital Conversion）是非常重要的概念。
它们在各种应用中起着至关重要的作用，如音频处理、图像处理、数据转换等。
本文将介绍数模转换和模数转换的定义、原理和应用。
2. 数模转换数模转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。
数字信号是以离散的二进制形式表示的信号，而模拟信号是连续变化的信号。
通过数模转换，我们可以将数字信号转换为模拟信号，以便于在模拟领域进行进一步的处理和分析。
数模转换的原理是通过采样和保持、量化和编码三个步骤实现的。
首先，采样和保持将连续的模拟信号转换为离散的采样信号。
然后，量化将采样信号的幅度离散化为一系列的取值。
最后，编码将离散化后的采样信号转换为二进制代码，以便进行数字信号处理。
数模转换广泛应用于音频和视频领域。
例如，在音频播放器中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟信号，使得我们可以聆听到高质量的音乐。
同时，在数字电视中，数模转换器将数字视频信号转换为模拟视频信号，使得我们可以观看高清晰度的电视节目。
3. 模数转换模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是以离散的二进制形式表示的信号。
通过模数转换，我们可以将模拟信号转换为数字信号，以便于在数字领域进行处理和存储。
模数转换的原理是通过采样和量化两个步骤实现的。
首先，采样将连续的模拟信号转换为离散的采样信号。
然后，量化将采样信号的幅度离散化为一系列的取值。
最终，将离散化后的采样信号转换为二进制代码，以表示数字信号。
模数转换在通信领域和数据存储领域得到广泛应用。
例如，在手机通信中，模数转换器将人的声音转换为数字信号，以便于在网络中传输。
同样地，在数字存储设备中，模数转换器将模拟数据（如声音、图像等）转换为数字数据，以便于存储和处理。
模数转换器的原理及应用
模数转换器的原理及应用模数转换器，即数模转换器和模数转换器，是一种电子器件或电路，用于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。
该器件在许多领域都有广泛的应用，包括通信、音频处理、图像处理等。
一、数模转换器的原理数模转换器的原理基于采样和量化的过程。
采样是指在一段时间间隔内对连续的模拟信号进行测量，将其离散化，得到一系列的样本。
量化是指将采样得到的模拟信号样本转换为对应的数字量。
1. 采样过程：通过采样器对连续的模拟信号进行采样，即在一段时间间隔内选取一系列点，记录其幅值。
采样频率越高，采样得到的样本越多，对原始信号的还原度越高。
2. 量化过程：将采样得到的模拟信号样本转换为数字量。
量化的目的是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，通常使用二进制表示。
量化过程中，将采样得到的模拟信号样本确定为离散的幅值值，并用数字表示。
二、模数转换器的原理模数转换器将数字信号转换为模拟信号，其原理与数模转换器相反。
它将数字信号的离散样本重新合成为连续的模拟信号，恢复出原始的模拟信号。
1. 数字信号输入：模数转换器接收来自数字信号源的离散数字信号样本。
2. 重构模拟信号：根据输入的数字信号样本，模数转换器重构出原始的模拟信号。
这需要根据离散样本的幅值重新合成出连续变化的模拟信号。
三、模数转换器的应用模数转换器在许多领域都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用领域：1. 通信系统：在通信系统中，模数转换器用于将数字信号转换为模拟信号进行传输。
它将数字信号编码为模拟信号，便于在传输过程中传递。
2. 音频处理：在音频处理系统中，模数转换器用于将数字音频信号转换为模拟音频信号，以便于放音或其他音频处理操作。
3. 图像处理：在数字图像处理领域，模数转换器用于将数字图像信号转换为模拟图像信号，以便于显示或其他图像处理操作。
4. 控制系统：模数转换器在控制系统中用于将数字控制信号转换为模拟控制信号，以便于控制各种设备或系统的运行。
模数转换器的分析及其应用发展
模数转换器的分析及其应用发展摘要：由于模数转换器在电子技术发展中的重要性及其特殊性，本文对不同a/d模数转换器的工作原理、性能特点、应用场合进行详细的介绍和比较，包括并行比较式、逐次逼近式、积分式、∑-δ式、流水线型等。
最后，讨论了a/d转换器的发展趋势，并指出在具体选用a/d转换器时需要考虑的主要指标。
关键词：a/d转换；并行比较式；逐次逼近式；积分式；流水线型1.模数a/d转换过程模数转换包括采样、保持、量化和编程四个过程[2]。
采样就是将一个时间上连续变化的模拟信号x(t)转换成时间上离散的采样信号x(n)。
通常采样脉冲的宽度是很短的,故采样输出是断续的窄脉冲。
要把一个采样输出信号数字化,需要将采样输出所得的瞬时模拟信号保持一段时间,这就是保持过程。
量化是将连续幅度的抽样信号转换成离散时间、离散幅度的数字信号,量化的主要问题就是量化误差。
编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出，到此也就完成了a/d转换。
这些过程有些是合并进行的。
2.模数a/d转换技术如何实现以上转换过程，决定了adc的形式和性能。
同时，adc 的分辨率越高，需要的转换时间越长，转换速度就越低，故adc的分辨率和转换速率两者是相互制约的。
还要考虑功耗、体积、便捷性、多功能与计算机及通讯网络的兼容性以及应用领域的特殊要求等问题，这样也使得adc的结构和分类错综复杂。
主要有以下分类：2.1并行比较式adc并行比较adc（又称闪烁式），它由电阻分压器、比较器、缓冲器及编码器四部分组成。
如图1所示。
它的转换原理如下：转换器内的基准电压通过分压电阻网络分压后比较器的反向输入端，从上到下每个比较器反向输入端电压为，，，，，由此可见比每个比较器反向输入端电压比下个比较器反向输入端电压高；模拟输入电压信号同时加到个比较器的同向输入端，当高于比较器反向输入端电压时，比较器会输出高电平1，反之输出低电平。
这样得到的一组数码称之为温度计码。
该码被送到编码器中进行编码后即可得到对应的数字量。
电路中的模数转换与数模转换的原理与应用
电路中的模数转换与数模转换的原理与应用在现代电子设备中，模数转换和数模转换是一些关键的技术，广泛应用于音频、视频和通信等领域。
这些转换技术允许我们将模拟信号和数字信号之间进行转换，并在电路设计中发挥重要作用。
本文将探讨模数转换和数模转换的原理和应用。
一、模数转换（ADC）模数转换（Analog-to-Digital Conversion，简称ADC）是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
它的原理基于量化和编码两个步骤。
首先，量化将连续的模拟信号分为不同的离散级别。
这个过程类似于将一个连续的信号映射到一组离散的数值上。
量化程度的精确度决定了数字信号的分辨率。
常见的量化方法有线性量化和非线性量化。
接下来，编码将量化后的数值转换为数字信号。
常见的编码方式包括二进制编码、格雷码和翻转码等。
其中，二进制编码是最常用的编码方式，它将每个量化级别与一个二进制码相对应。
模数转换器的应用非常广泛。
例如，在音频信号处理中，模数转换器将模拟音频信号转换为数字形式，使得我们可以进行数字信号处理，如音频编码和音频分析等。
此外，在通信系统中，模数转换器将模拟语音信号转换为数字信号，使得我们可以进行数字通信，如电话和移动通信等。
二、数模转换（DAC）数模转换（Digital-to-Analog Conversion，简称DAC）是将离散的数字信号转换为连续的模拟信号的过程。
它的原理与模数转换相反，包括解码和重构两个步骤。
首先，解码将数字信号转换为对应的离散数值。
解码过程与编码过程相反，常见的解码方式包括二进制解码和查找表解码等。
接着，重构将解码后的数值转换为模拟信号。
重构过程类似于对数字信号进行插值和滤波，以恢复出连续的模拟信号。
数模转换器在许多领域中也得到广泛应用。
例如，在音频播放器中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号，供扬声器播放。
此外，在调制解调器中，数模转换器将数字通信信号转换为模拟信号，使其可以被传输和接收。
数模和模数转换
按位数分类，数模转换器可分为二进制数模转换器和十进制 数模转换器。按工作方式分类，数模转换器可分为静态数模 转换器和动态数模转换器。按输入/输出接口分类，数模转换 器可分为独立式和并联式数模转换器等。
02
模数转换器（ADC）
定义
模数转换器（ADC）是一种将模拟信 号转换为数字信号的电子设备。它通 过一系列的电子和逻辑电路，将连续 的模拟信号转换为离散的数字信号。
04
数模和模数转换的挑战与解 决方案
量化误差
要点一
总结词
量化误差是由于数模转换器（DAC） 或模数转换器（ADC）的有限分辨率 和动态范围引起的误差。
要点二
详细描述
量化误差是由于数模转换器或模数转 换器的有限分辨率和动态范围引起的 误差。在数模转换中，量化误差表现 为输出模拟信号的不连续性，而在模 数转换中，量化误差表现为输入模拟 信号的失真。
像。
图像识别与处理
02
通过数模转换将图像从模拟信号转换为数字信号，进行图像识
别、分析和处理。
图像压缩与传输
03
利用数模转换技术对图像数据进行压缩和传输，提高传输效率
和降低存储成本。
通信系统
01
02
03
数字信号传输
数模转换将数字信号转换 为模拟信号，用于调制解 调器进行数据传输。
频分复用
通过模数转换将不同频率 的模拟信号转换为数字信 号，实现频分复用，提高 通信容量。
逐次逼近型ADC
逐次逼近型ADC采用一个比较器和逐位逼近的方法，通过 逐步调整参考电压来逼近输入电压，最终得到数字输出。 它的分辨率较高，但转换速率相对较慢。
积分型ADC
积分型ADC通过测量输入电压引起的电容充电时间来得到 数字输出。它的分辨率较高，但受限于积分器的线性度和 稳定性。
模数、数模转换及其应用论文
模数、数模转换及其应用摘要：随着电子技术的迅速发展以及计算机在自动检测和自动控制系统中的广泛应用，利用电子系统处理模拟信号的情况变得更加普遍。
数字电子计算机所处理的都是不连续的数字信号，而实际遇到的大都是连续的模拟量，模拟量经过传感器转换成电信号的模拟量后，需经过模/数转换变成数字信号后才可输入到数字系统中进行处理和控制。
同时，往往还要求将处理后得到的数字信号再经过数/模转换成相应的模拟信号，作为最后的输出。
模数、数模转换建立在各种转换电路的基础上，并且不断改进模数、数模转换器的转换精度与转换速度。
模数、数模转换技术在工业中有着重要的应用。
关键字：电子系统模数转换器数模转换器转换技术的应用Digital to analog、digital to analog conversion and its application Abstract: With the rapid development of electronic technology and computer in the automatic detection and automatic control system in the broad application, the use of electronic system for processing analog signal conditions become more common. Digital electronic computer processing are not continuous digital signal, but actually encountered mostly continuous analog, analog quantity sensor is converted into electrical signals by analog, after A / D conversion into digital signal can be input to a digital system for processing and control. At the same time, also often seek treatment received digital signals through D / A conversion into a corresponding analog signal, as the final output. ADC, DAC based on conversion circuit based on continuous improvement, and module, digital to analog converter conversion precision and conversion rate. ADC，DAC technology in industry has important applications.Key words: electronic system；analog to digital converter；digital to analog converter；conversion technology application１引言作为把模拟电量转换成数字量或数字量转换成模拟电量输出的接口电路，转换器是现实世界中模拟信号通向数字信号的桥梁，是电子技术发展的关键和瓶颈所在。
数模转换原理及应用
数模（D/A）转换器及模数（A/D）转换器一、实验目的1.熟悉D / A转换器的基本工作原理。
2.掌握D / A转换集成芯片DAC0832的性能及其使用方法。
3.熟悉A / D转换器的工作原理。
4.掌握A / D转换集成芯片ADC0809的性能及其使用方法。
二、实验原理1.数模（D / A）转换所谓数模（D / A）转换,就是把数字量信号转换成模拟量信号,且输出电压与输入的数字量成一定的比例关系。
图47为D / A 转换器的原理图,它是由恒流源（或恒压源）、模拟开关、以及数字量代码所控制的电阻网络、运放等组成的四位D/ A转换器。
四个开关S0 ~ S3由各位代码控制,若―S‖代码为1,则意味着接VREF ,代码―S‖= 0,则意味着接地。
由于运放的输出值为V0= -I∑?Rf ,而I∑为I0、I1、I2、I3的和,而I0 ~ I3的值分别为（―S‖代码全为1）：I0 =,I1 =,I2 =,I3 =若选R0 =,R1 =,R2 =,R3 =则I0 ==?20 ,I1 =?21 ,I2 =?22 ,I3 =?23若开关S0 ~ S3不全合上,则―S‖代码有些为0,有些为1（设4位―S‖代码为D3D2DlD0）,则I∑ =D3I3 + D2I2 + DlIl + D0I0 =（D3?23 + D2?22 + D1?21 + D0?20）= B?所以,V0 = -Rf ? B,B为二进制数,即模拟电压输出正比于输入数字量B ,从而实现了数字量的转换。
随着集成技术的发展,中大规模的D / A转换集成块相继出现,它们将转换的电阻网络和受数码控制的电子开关都集成在同一芯片上,所以用起来很方便。
目前,常用的芯片型号很多,有8位的、12位的转换器等,这里我们选用8位的D / A转换器DAC0832进行实验研究。
DAC0832是CMOS工艺,共20管引脚,其管脚排列如图48所示。
图47 D / A转换原理图图48 DAC0832管脚排列图各管脚功能为：D7 ~ D0：八位数字量输入端,D7为最高位,D0为最低位。
数模模数转换电路论文
郑州****学院毕业论文论文题目：数模模数转换电路的原理所属系别机电工程系专业班级 09机电一体化技术1班姓名 ***学号 2009**********指导教师 ****撰写日期*** 年 * 月摘要随着数字技术，特别是计算机技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测领域中，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。
由于系统的实际处理对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），要使计算机或数字仪表能识别和处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号；而经计算机分析、处理后输出的数字量往往也需要将其转换成为相应的模拟信号才能为执行机构所接收。
这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路——模数转换电路和数模转换电路。
关键词：D/A转换器，A/D转换器，模拟信号，数字信号AbstractAlong with the digital technology, particularly the rapid development of computer technology and popularization, in the modern control, communication and testing field for the processing of letter, no widely used digital computer technology. Because the system the actual object often are some analog (such as temperature, pressure force and displacement, images, etc), want to make the computer or digital instrument can identify and deal with these signals, must first will turn these analog signals into digital signals; And the computer analysis, processing after the digital quantity also often output needs to be converted into the corresponding simulation signal for enforcement agencies only received. So, you need a can in analog signals and digital signal serve as a bridge between the circuit module conversion-circuit and digital-to-analog circuit.Keywords: D/A converter, A/D converter, analog signals, digital signal目录1引言 (1)2 数模转换电路 (1)2.1概述 (1)2.2 D/A转换器的基本原理 (1)2.2.1数模转换器的转换方式 (2)2.2.1 D/A转换特性： (2)2.3 D/A转换器的分类 (3)2.3.1电压输出型 (3)2.3.2 乘算型 (3)2.4 D/A转换器的主要性能指标 (3)2.4.1分辨率 (3)2.4.2转换精度 (4)2.4.3编辑本段温度系数 (4)2.4.4失调误差(或称零点误差) (4)2.4.5增益误差(或称标度误差) (5)2.4.6非线性误差 (5)3 模数转换 (5)3.1模数转换的概念 (5)3.2 模数转换的过程 (5)3.3模数转换的方法 (6)3.4 A/D转换器的基本原理 (6)3.5 A/D转换器的分类 (7)4 A/D转换器的主要参数 (8)4.1分辨率 (8)4.2相对精度 (8)4.3转换速度 (8)5总结 (8)参考文献 (1)1引言能将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称 A/D 转换器）；而将能把数字信号转换成模拟信号的电路称为数模转换器（简称 D/A 转换器），A/D 转换器和 D/A 转换器已经成为计算机系统中不可缺少的接口电路。
模数转换的原理及应用
模数转换的原理及应用1. 模数转换的概述模数转换是一种将一种数字编码转换为另一种数字编码的技术。
在数字通信和计算机领域中，模数转换常用于将数字信号从一种模数转换成另一种模数，以适应不同的应用需求。
这种技术可以在不改变信号本质的情况下实现模数的转换，方便信号的处理和传输。
2. 模数转换的原理模数转换的原理实质上是数字编码的变换。
在模数转换过程中，将一个数字编码映射到另一个数字编码，以实现模数的变换。
常用的模数转换方法有以下几种：2.1 并行-串行转换并行-串行转换是将并行信号转换为串行信号的过程。
在并行通信中，多个数据位同时传输，而在串行通信中，数据位逐位地传输。
并行-串行转换通常需要使用移位寄存器，并通过时钟信号控制数据位的传输次序。
2.2 串行-并行转换串行-并行转换是将串行信号转换为并行信号的过程。
与并行-串行转换相反，串行-并行转换将逐位传输的数据位转换为同时传输的多个数据位。
串行-并行转换常用于提高数据传输速率和数据处理能力。
2.3 数字-模拟转换数字-模拟转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。
在数字领域中，信号通常以离散的数字形式表示，而在模拟领域中，信号通常以连续的模拟形式表示。
数字-模拟转换通过采样、量化和编码等步骤将数字信号转换为模拟信号。
2.4 模拟-数字转换模拟-数字转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。
与数字-模拟转换相反，模拟-数字转换是将连续的模拟信号转换为离散的数字形式。
模拟-数字转换主要由采样、量化和编码等步骤组成。
3. 模数转换的应用模数转换在许多领域中都有广泛的应用，以下列举了一些常见的应用示例：3.1 数据通信在数码通信系统中，模数转换能够将数字信号转换为模拟信号以便传输，或将模拟信号转换为数字信号以便处理。
模数转换可以实现数据的压缩、编解码、调制解调等功能，为可靠传输和高效数据处理提供支持。
3.2 音频信号处理在音频信号处理领域，模数转换用于将模拟音频信号转换为数字音频信号，以便进行数字音频处理和存储。
模数、数模转换及其应用论文综述
模数、数模转换及其应用摘要：随着电子技术的迅速发展以及计算机在自动检测和自动控制系统中的广泛应用，利用电子系统处理模拟信号的情况变得更加普遍。
数字电子计算机所处理的都是不连续的数字信号，而实际遇到的大都是连续的模拟量，模拟量经过传感器转换成电信号的模拟量后，需经过模/数转换变成数字信号后才可输入到数字系统中进行处理和控制。
同时，往往还要求将处理后得到的数字信号再经过数/模转换成相应的模拟信号，作为最后的输出。
模数、数模转换建立在各种转换电路的基础上，并且不断改进模数、数模转换器的转换精度与转换速度。
模数、数模转换技术在工业中有着重要的应用。
关键字：电子系统模数转换器数模转换器转换技术的应用Digital to analog、digital to analog conversion and its application Abstract: With the rapid development of electronic technology and computer in the automatic detection and automatic control system in the broad application, the use of electronic system for processing analog signal conditions become more common. Digital electronic computer processing are not continuous digital signal, but actually encountered mostly continuous analog, analog quantity sensor is converted into electrical signals by analog, after A / D conversion into digital signal can be input to a digital system for processing and control. At the same time, also often seek treatment received digital signals through D / A conversion into a corresponding analog signal, as the final output. ADC, DAC based on conversion circuit based on continuous improvement, and module, digital to analog converter conversion precision and conversion rate. ADC，DAC technology in industry has important applications.Key words: electronic system；analog to digital converter；digital to analog converter；conversion technology application１引言作为把模拟电量转换成数字量或数字量转换成模拟电量输出的接口电路，转换器是现实世界中模拟信号通向数字信号的桥梁，是电子技术发展的关键和瓶颈所在。
模数转换相关学术论文
模数转换相关学术论文逐次逼近型模数转换器原理实验方案研究摘要为了帮助学生深入理解逐次逼近型模数转换器这一教学难点，文中设计了逐次逼近式A/D转换器实验配合理论教学。
实验包括基础和进阶两部分内容：基础实验采用串行10位数模转换器D/A转换器TCL5615设计逐次逼近式A/D转换器;在进阶实验中要求学生采用双路D/A转换器方案实现高精度A/D转换器，引发学生独立思考，在设计过程中培养其创新意识和创新能力。
关键词逐次逼近 A/D转换器单片机创新实验中图分类号：TN792 文献标识码：A DOI：10.16400/jki.kjdks.2021.09.033Successive Approximation Analog-principle Experiment SchemeWANG Rui[1]， WANG Yubing[1]， WANG Dexuan[2][1] College of Electric Science & Engineering， Jilin University，Changchun， Jilin 130012;[2] Changchun No.48 Middle School， Changchun， Jilin 130051Abstract In order to help students in-depth understanding of the successive-approximation ADC difficulty of teaching， the paper designed the successive approximation A/D converter experimentwith theoretical teaching. Experiments including basic and advanced two parts： basic experiments serial 10 DAC D/A converter TCL5615 design successive approximation type A/D converter;require students to advanced experiments using dual D/A converter program to achieve high-precision A/D converter， causing students to think independently， to develop their sense of innovationand ability to innovate in the design process.Key words successive approximation; A/D converter; SCM; creative experiment0 引言模数转换器A/D 转换器是模拟电路与数字电路接口的关键部件，在工业控制领域有着广泛的应用。
模数转换相关学术论文（2）
模数转换相关学术论⽂(2) 模数转换相关学术论⽂篇⼆ 数字⾃动增益控制和模数转换数值抖动研究 摘要：为了提⾼接收机的阻塞性能，设计⼀种数字式的⾃动增益控制电路，增益控制⽆需FPGA，DSP或微处理器通过查表的⽅式来实现，它通过直接使⽤模数转换的数字输出量来控制数字步进衰减器，这样降低了系统的响应时间和电路的复杂度。
提出了⼀种利⽤低精度器件实现⾼精度数字AGC的⽅法，并针对⼦单元中模数转换的数值抖动设计了⼀种抖动消除电路，与其他⽅法相⽐，该设计电路实时性能更好。
关键词：数字⾃动增益控制; 模数转换; 数值抖动; 数字输出量 中图分类号： TN702?34 ⽂献标识码： A ⽂章编号： 1004?373X(2013)15?0119?04 Study of digital automatic gain control and numerical jitter in analog?to?digital conversion LIU Liang， CHEN Jing?pu (Shenzhen SED Wireless Communication Technology Co.， Ltd.， Shenzhen 518028， China) Abstract： In order to improve the blocking performance of receivers， a digital automatic gain control (AGC) circuit was designed. The gain control does not rely on the FPGA， DSP or micro?processor in the form of look?up table. It controls the digital step attenuator by digital output quantity of the ADC directly to decrease the response time and the circuit complexity of the system. A method to achieve high? precision AGC by means of low?precision device is proposed. A novel circuitry to deal with the numerical jitter during analog?to?digital conversion in the subelement. The circuit has better real?time performance than other methods. Keywords：digital automatic gain control; analog?to?digital conversion; numerical jitter; digital output 0 引⾔ 在⽆线通信中，接收机的输⼊信号由于受到通信信道，环境等因素影响随时间变化很⼤。
实验九 数模(DA)和模数(AD)转换应用
实验九 数/模（D/A ）和模/数（A/D ）转换应用一、实验目的1、通过实验了解A/D 和D/A 转换特性。
2、了解A/D 和D/A 转换器互相连接的工作情况。
二、实验原理数/模转换器是有一个输出端﹑几个输入端的器件，其输出为模拟电压，它正比于加在 n 个输入端的n 位二进制数。
如8位的D/A 转换器，它有8个输入端，每个输入端是8位二进制数的一位，并有一个模拟输出端，输入可有82=256个不同的二进制组态，输出为256个电压之一。
所以输出并非真正的模拟量，即输出电压不是整个电压范围内的任意值，而只能是256个可能值。
图9-1是由R —2R 梯形电阻网络构成的4位D/A 转换器。
其中B3﹑B2﹑B1﹑B0为四个数据输入端，各端均可通过开关接地或接电源Vcc 。
某输入端若接地，则该位为0，若接Vcc 则该位为1。
若输入二进制码为B 3B 2B 1B 0=1000 ，由戴维南定理可推导出输出模拟电压V o=Vcc/2,同理可推导出输入为0100时，V o=Vcc/4等等。
图9-1 4位R-2R 梯形网络D/A 转换原理实验用的D/A 转换器为DAC0801集成8位D/A 转换器，它的二进制各位开关是由双极型晶体管构成的电子开关。
D/A 转换器产生的输出电流为Io ，它正比于输入的二进制数。
n 位模/数转换器输出n 位二进制数值,它正比于加在输入端的模拟电压。
这里只介绍ADC0804A/D 转换器原理，它是用逐次逼近原理构成的。
其主要组成部分有D/A 转换器﹑逐次逼近寄存器﹑移位寄存器﹑比较器﹑时钟发生器和控制电路。
它的工作过程是：转换开始时由时钟节拍控制动作，第一个时钟来时移位寄存器状态为10000000，并送给逐次逼近寄存器（SAR ），由SAR 将10000000传给D/A 转换器输入端，使D/A 转换器产生输出模拟电压V ST ，V ST 与A/D 转换器输入的模拟量V I 进行比较。
若V ST ﹤V I ，则比较器输出V C 为高电平1，若V ST ﹥V I ，则比较器输出V 为低电平0。
电路中的模数转换与数模转换
电路中的模数转换与数模转换在电路中，模数转换和数模转换是非常重要的概念。
它们分别指的是将模拟信号转换为数字信号和将数字信号转换为模拟信号的过程。
首先，让我们来了解一下什么是模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续变化的信号，可以取任何值，例如声音、光线、温度等。
而数字信号是离散的信号，只能取有限个特定的值，通常用0和1表示。
数字信号常用于计算机和通信系统中，因为它们易于处理和传输。
模数转换是指将模拟信号转换为数字信号的过程。
这个过程通常由模数转换器（ADC）完成。
ADC将连续的模拟信号按照一定的采样率进行采样，并将每个采样点的模拟值转换为对应的数字值。
这些数字值可以代表模拟信号的幅度、频率等信息。
模数转换的精度取决于ADC的位数，位数越高，转换精度越高。
模数转换在很多领域中发挥着重要作用。
例如，音频系统中的模数转换用于将声音信号转换为数字信号，以便在计算机中进行音频处理和存储。
在医疗设备中，模数转换被用来测量生理信号，如心电图、血压等。
在工业控制系统中，模数转换被用来监测和控制各种物理量，如温度、湿度、压力等。
接下来，让我们来谈谈数模转换，它是将数字信号转换为模拟信号的过程。
数模转换通常由数模转换器（DAC）完成。
DAC接收一串二进制数字，并将其转换为对应的模拟值。
数模转换的精度也取决于DAC的位数，位数越高，转换精度越高。
数模转换常用于数字系统与模拟设备之间的接口。
例如，在音频系统中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号，以便输出到扬声器中。
在图像系统中，数模转换器将数字图像信号转换为模拟图像信号，以便输出到显示屏上。
除了模数转换和数模转换，还有一些相关的概念值得一提。
一个是采样率，它表示模拟信号的采样频率。
采样率越高，可以获取到更多的模拟信号细节，但也会增加处理和存储的成本。
另一个是量化误差，它表示模拟信号与转换后的数字信号之间的差异。
量化误差取决于ADC或DAC的精度，以及信号的动态范围。
电路中的数模转换器与模数转换器
电路中的数模转换器与模数转换器电子设备在现代社会中扮演着重要的角色，而电路则是电子设备的基础。
在电路中，数模转换器和模数转换器是两种常见的组件，它们在数字信号和模拟信号之间起着桥梁的作用。
本文将就数模转换器和模数转换器进行探讨。
一、数模转换器数模转换器（DAC）是将数字信号转换为模拟信号的装置。
在电子设备中，数字信号通常是通过二进制编码来表示的，而模拟信号是连续变化的。
数模转换器的作用就是将数字信号转化为与之对应的模拟信号。
数模转换器通常由数字信号输入端、模拟信号输出端和控制端组成。
其中，数字信号输入端接收来自计算机或其他数字设备的二进制编码信号，而控制端可以进行精确的调节和控制。
通过内部的数学运算和电流输出，数模转换器能够将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。
数模转换器在各个领域中都得到了广泛的应用。
在音频设备中，数模转换器能够将数字音频信号转换为模拟音频信号，使得人们能够用耳朵听到音乐。
在通信设备中，数模转换器则起到将数字信号转换为模拟信号的作用，使信息能够在物理媒介上传输。
二、模数转换器模数转换器（ADC）则是将模拟信号转换为数字信号的装置。
在电子设备中，模拟信号是连续变化的，而数字信号是离散的。
模数转换器的作用就是将模拟信号转化为与之对应的数字信号。
与数模转换器类似，模数转换器通常由模拟信号输入端、数字信号输出端和控制端组成。
模拟信号输入端接收来自传感器或其他模拟设备的信号，而控制端则用于对转换过程进行调节和控制。
通过内部的采样和量化处理，模数转换器能够将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
模数转换器同样在各个领域中发挥着重要作用。
在测量仪器中，模数转换器能够将模拟信号转换为数字信号，使得数据能够被处理和分析。
在自动控制系统中，模数转换器则起到将模拟输入转换为数字输入的作用，使得系统能够进行数字化的操作。
结语数模转换器和模数转换器在电子设备中起到了桥梁的作用，将数字信号和模拟信号进行转化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
模数、数模转换及其应用摘要：随着电子技术的迅速发展以及计算机在自动检测和自动控制系统中的广泛应用，利用电子系统处理模拟信号的情况变得更加普遍。
数字电子计算机所处理的都是不连续的数字信号，而实际遇到的大都是连续的模拟量，模拟量经过传感器转换成电信号的模拟量后，需经过模/数转换变成数字信号后才可输入到数字系统中进行处理和控制。
同时，往往还要求将处理后得到的数字信号再经过数/模转换成相应的模拟信号，作为最后的输出。
模数、数模转换建立在各种转换电路的基础上，并且不断改进模数、数模转换器的转换精度与转换速度。
模数、数模转换技术在工业中有着重要的应用。
关键字：电子系统模数转换器数模转换器转换技术的应用Digital to analog、digital to analog conversion and its application Abstract: With the rapid development of electronic technology and computer in the automatic detection and automatic control system in the broad application, the use of electronic system for processing analog signal conditions become more common. Digital electronic computer processing are not continuous digital signal, but actually encountered mostly continuous analog, analog quantity sensor is converted into electrical signals by analog, after A / D conversion into digital signal can be input to a digital system for processing and control. At the same time, also often seek treatment received digital signals through D / A conversion into a corresponding analog signal, as the final output. ADC, DAC based on conversion circuit based on continuous improvement, and module, digital to analog converter conversion precision and conversion rate. ADC，DAC technology in industry has important applications.Key words: electronic system；analog to digital converter；digital to analog converter；conversion technology application１引言作为把模拟电量转换成数字量或数字量转换成模拟电量输出的接口电路，转换器是现实世界中模拟信号通向数字信号的桥梁，是电子技术发展的关键和瓶颈所在。
当前，为了适应计算机、通讯和多媒体技术的飞速发展以及高新技术领域的数字化进程不断加快，在工艺、结构、性能上都有了很大的进步，正在朝着低功耗、高速、高分辨率的方向发展。
随着计算机、通信和多媒体技术的飞速发展，全球高新技术领域数字化的程度已不断加深。
如今电子产业已经形成了以数字技术为主体的格局，特别是半导体产业显的尤为突出。
半导体技术数字化和集成化的日益提高，在推动微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、微机械电子系统(MEMS)的发展中，也推动了“嵌入”或“隐性”模数转换技术的发展。
在这些因素的影响下，模数转换与数模转化技术正朝着高精度、高速度的发展方向迈进。
为了适应发展的要求，转换技术也变得越来越复杂。
本文就模数转换与数模转化所应用的主要转换技术以及各自的特点做一简要的介绍。
２主要Ａ/D转换技术模数转换技术主要有以下几种：(1)积分型ADC积分型ADC应用比较广泛的是双积分型转换器。
它的基本原理是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，与此同时，在此时间间隔内利用计数器对时钟脉冲进行计数，从而实现模数转换。
其原理如图（1）所示。
其工作分为两个阶段，第一阶段为采样期；第二阶段为比较期。
通过两次积分和计数器的计数可以得到模拟信号的数字值，其中n为计数器的位数，为输入电压在固定时间间隔内的平均值。
双积分型转换方式的特点表现在：精度较高，可以达到22位；抗干扰能力强，由于积分电容的作用，能够大幅抑止高频噪声。
但是，它的转换速度太慢，转换精度随转换速率的增加而降低，每秒100~300次(SPS)对应的转换精度为12位。
所以这种转换方式主要应用在低速高精度的转换领域。
图(1 )积分型ADC原理图(2)逐次逼近型ADC逐次逼近型ADC由比较器、D/A转换器、逐次逼近寄存器（SAR）、时钟发生器和逻辑控制单元组成。
如图（2）所示，转换中的逐次逼近是按对分原理，由控制逻辑电路完成的。
其大致过程如下；启动转换后，控制逻辑电路首先把SAR的最高位置1，其它位都置0，SAR的这个内容经数模转换后得到约为满量程输出一半的电压值。
这个电压值在比较器中与输入信号进行比较。
比较器的输出反馈到数模转换器，并在下一次比较前对其进行修正。
在逻辑控制电路的时钟驱动下，不断进行比较和移位操作，直到完成最低有效位（LSB）的转换，此时所产生的ADC输出逼近输入电压的正负1/2LSB。
当每一位都确定后，转换结果被锁存到SAR并作为ADC输出。
由于逐次逼近型模数转换器在1个时钟周期内只能完成1位转换，N位转换需要N个时钟周期，故这种模数转换器采样速率不高，输入带宽也较低。
它的优点是原理简单，便于实现，不存在延迟问题，适用于中速率而分辨率要求较高的场合。
图( 2)逐次逼近型ADC原理图(3)并行转换ADC并行转换又称为闪烁型转换方式，是一种直接的模数转换方式。
它大大减少了转换过程的中间步骤，每一位数字代码几乎在同一时刻得到，因此，在所有的模数转换中，它的转换速度最快。
这种转换器的结构如图（3）所示。
并行转换的主要特点是它的转换速度特别快，特别适合高速转换领域。
缺点是分辨率不高，一般都在10位以下；精度较高时，功耗较大。
这主要是受到了电路实现的影响，因为一个N位的并行转换器，需要个比较器和分压电阻，当N=10时，比较器的数目就会超过1000个，精度越高，比较器的数目越多，制造越困难。
图(3 )并行转换ADC原理图(4)过采样型ADC型ADC又称为过采样转换器，这种转换器由调制器及连接于其后的数字滤波器构成，如图（4）所示。
调制器的结构近似于双积分模数转换器，包括1个积分器和个比较器，以及含有1个1位数模转换器的反馈环，这个内置的数模转换器仅仅是一个开关，它将积分器输入切换到一个正或负的参考电压。
模数转换器还包括一个时钟单元，为调制和数字滤波器提供适当的定时。
窄带信号送入模数转换器后被以非常低的分辨率（1位）进行量化，但采样频率却非常高。
经过数字滤波处理后，这种过采样被降低到一个比较低的采样率；同时模数转换器的分辨率（即动态范围）被提高到16位或更高。
尽管模数转换器采样速率较低，且限于比较窄的输入带宽，但在模数转换器市场上仍占据很重要的位置，目前在音频领域得到广泛的应用。
它具有三个主要优势：低价格、高性能〔高分辨率，可达24位以上〕；集成化的数字滤波；与DSP技术兼容，便于实现系统集成。
图(4)过采样型ADC原理图(5)流水线结构ADC流水线结构（图5）的模数转换器能够提供高速、高分辨率的模数转换，并且具有令人满意的低功率消耗和很小的芯片尺寸（意味着低价格），目前广泛应用于视频信号处理领域。
流水线结构的模数转换器采用多个低精度的子模数转换器对采样信号进行分级量化，然后将各级的量化结果组合起来，再经过数字校正单元，构成一个高精度的量化输出。
每一级由采样/保持电路（S/ H）、低分辨率模数转换器和数模转换器以及求和电路构成，求和电路还包括可提供增益的级间放大器.快速精确的N位转换器分成两段以上的子区（流水线）来完成。
首级电路的采样/保持器对输入信号取样后先由一个M 位分辨率的A/D转换器对输入进行量化,接着用一个至少N位精度的乘积型数模转换器（MDAC）产生一个对应于量化结果的模拟电平并送至求和电路,求和电路从输入信号中扣除此模拟电平,并将差值精确放大某一固定增益后送交下一级电路处理。
经过L级这样的处理后,最后由一个的K位A/D转换器对残余信号进行转换。
将上述各级A/D的输出组合起来即构成高精度的N位输出。
流水线结构简化了模数转换器的设计，并具有以下优点：每一线的冗余位优化了重叠误差的纠正；允许流水线各级同时对多个采样进行处理；更低的功率消耗；更高的采样速度，价格更低，所需设计时间更少、难度更小；很少有比较器进入亚稳态，从根本上消除了闪烁码和温度计气泡。
同时，流水线模数转换器也存在一些缺点：复杂的基准电路和偏置结构；输入信号必须穿过数级电路，造成流水线延迟；同步所有输出需要严格的锁存定时；对工艺缺陷较敏感，会影响增益非线性、失调及其它参数；与其它转换技术相比，对印制板布线更敏感。
图(5)流水线结构ADC原理图(6)折叠差值转换ADC折叠插值型转换方式通过预处理电路，同时得到高位和低位数据，信号预处理的方法是折叠。
折叠就是把输入较大的信号映射到某一个较小的区域内，并将其转换成数字信号，这个数据为整个数字量的低位数据。
然后再找出输入信号被映射的区间，该区间也以数字量表示，这个数据为整个数字量的高位数据。
高位和低位数据经过处理，得到最后的数字信号。
实际的折叠电路是由多个差分对构成的。
以低位为5位量化为例，采用4个折叠电路，那么每个折叠区间会有4个折叠波，再通过插值的方法，利用8个电阻分压产生的基准电压，调节这4个折叠电路，就可以得到另外的7组折叠波，这样可以产生32路折叠波，然后把这32路折叠后的信号送入比较器，再经过编码，产生低位数据。
图（6）就是折叠插值转换方式的原理图。
折叠插值转换方式的特点是：数据的两次量化是同时进行的，具有全并行转换的特点，速度较快；电路规模及功耗不大，如这里的8位转换器只需40个比较器。