《半导体集成电路》课件-AD和DA变换器

AD和DA变换器的原理与应用A/D和D/A变换器的基本概念1A/D和D/A变换器的工作原理2A/D和D/A变换器在现代电子系统中的重要性3一、什么是A/D和D/A变换器D/A数字信号模拟信号电压或电流量（设为VOUT）…b0b1b2bN-1A/D数字信号模拟信号二、A/D变换器的工作原理将采样得到的信号值映射到有限的数字值。这个过程将连续的模拟信号转变为离散的数值。将量化后的信号转换成二进制形式，以便数字电路可以处理。在连续时间信号中定期取样。采样频率决定了能否准确还原原始信号。采样量化编码三、D/A变换器的工作原理将接收到的数字信号（通常为二进制数）转换为模拟信号的对应值。通过滤波器或其他电路，平滑解码后的信号，以形成连续的模拟信号。重建解码核心D/A变换器的工作原理步骤四、A/D和D/A变换器的类型逐次逼近型（SARADC）通过逐步逼近的方法获取信号值，具有较高的精度和较快的转换速度。控制逻辑N位D/A变换器N位保持寄存器N位移位寄存器比较器模拟输入VA起止信号时钟b1b2b3bNMSB逐次逼近寄存器数字输出A/D变换器类型A/D变换器类型Sigma-Delta型通过调制和滤波实现高精度转换，适用于音频等高分辨率应用。A/D变换器类型VREFRRRVin寄存器编码及输出CO7CO6CO1D2D1D0电压比较器Q7Q1Q6闪速型（FlashADC）具有极快的转换速度，但由于其硬件复杂性，通常用于需要快速采样的场合。D/A变换器类型电阻网络型使用电阻网络来实现数字信号到模拟信号的转换，常见于简单应用。PWM型通过脉冲宽度调制方式生成模拟信号，广泛应用于音频输出。Sigma-Delta型类似于A/D中的Sigma-Delta型D/A变换器，提供高精度输出。五、A/D和D/A变换器的应用在音频设备中，A/D变换器将麦克风捕获的声音信号转换为数字信号，以便处理和存储；D/A变换器则将数字音乐文件转换为模拟信号，输出到扬声器。音频处理01相机使用A/D变换器将光电信号转化为数字图像数据，以便进行存储和处理。图像处理02各种传感器（如温度传感器、压力传感器等）输出模拟信号，通常需要通过A/D变换器转换为数字信号，供微控制器进行处理。传感器接口03在无线通信中，A/D和D/A变换器用于调制和解调信号，以实现数据的传输与接收。通信系统04六、选择A/D和D/A变换器时的考虑因素01020304分辨率：分辨率越高，能够更准确地表示信号。通常用位（bit）表示，8位、10位、12位等。采样率：采样率决定了信号的捕获速度。对于音频信号，通常需要至少44.1kHz的采样率。线性度：变换器的线性度影响到输出信号的准确性，高线性度的变换器能够提供更精确的输出。功耗：在便携式设备中，低功耗的A/D和D/A变换器能够延长电池使用寿命。在实际应用中，选择合适的A/D和D/A变换器时，需要考虑以下几个因素：总结A/D和D/A变换器的基本概念1A/D和D/A变换器的工作原理2A/D和D/A变换器的类型3A/D和D/A变换器的应用4总结D/A数字信号模拟信