文章作者：西安工業(yè)學(xué)院 電子信息科學(xué)與工程系 王 峰，張志文

1 引 言
在單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中，常用到模擬輸出，數(shù)模轉(zhuǎn)換器就是一種把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的器件。其基本要求是輸出電壓V0應(yīng)該和輸入數(shù)字量D成正比，即：

每一個數(shù)字量都是數(shù)字代碼的按位組合，每一位數(shù)字代碼都有一定的“權(quán)”，對應(yīng)一定大小的模擬量，為了將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，應(yīng)該將其每一位都轉(zhuǎn)換成模擬量，然后求和即得到與數(shù)字量成正比的模擬量。一般的數(shù)模轉(zhuǎn)換都是按這一原理設(shè)計的。

2 尖峰產(chǎn)生的原因
尖峰是輸入數(shù)碼發(fā)生變化時刻產(chǎn)生的瞬時誤差。 有些地方也稱為“毛刺”。尖峰的持續(xù)時間雖然很短（一般在數(shù)十毫微秒數(shù)量級），但幅值可能很大。在有些應(yīng)用場合下，必須采取措施加以避免。
產(chǎn)生尖峰的原因是由于開關(guān)在換向過程中，“導(dǎo)通”延遲時間與“截止”延遲時間不相等所致。若模擬 開關(guān)電路“截止”延遲時間較短，“導(dǎo)通”延遲時間較長，而D／A轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字量逐一增加時，可能出現(xiàn)圖1所示的尖峰波形。

例如，當(dāng)輸入碼由011…11變到100…00，實際上只增加了1 LSB，由于開關(guān)電路對1變0比0變1響應(yīng)要快，結(jié)果在轉(zhuǎn)換的短暫過程中出現(xiàn)過000…000狀態(tài)，使模擬輸出向下猛跌，造成一個很大的尖峰誤差。當(dāng)然，實際的尖峰大小還決定于電路中各元件的響應(yīng)速度和寄生參數(shù)的影響。但是，凡是有1變0的時刻，都可能產(chǎn)生尖峰，而且發(fā)生的位數(shù)越高，尖峰的幅值一般也越大。

3 消除尖峰的幾種方案
由于尖峰出現(xiàn)的幅值和出現(xiàn)的時刻不是周期性的，故不能采用簡單的濾波方法完全去掉。要克服尖峰干擾信號的影響，主要有以下幾種方案：
（1）可以在輸出端加接一個小電容以吸收干擾。
（2）采用先鎖存數(shù)字信號，后進行加法運算。
以上2種實際上是以犧牲變換速度來消除尖峰信號的影響。

（3）外接一種消峰電路，能有效地去除尖峰，其電路由一個單穩(wěn)觸發(fā)器和一個快速采樣／保持器組成。每當(dāng)輸入數(shù)據(jù)被鎖存的同時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器也觸發(fā)而產(chǎn)生“保持”信號，使采樣開關(guān)S斷開，采樣保持器處于“保持”狀態(tài)，持續(xù)時間tH可以調(diào)整到等于D／A轉(zhuǎn)換器的建立時間tS，這樣，尖峰時刻正好落在采樣開關(guān)S斷開期間。當(dāng)D／A輸出已穩(wěn)定在新數(shù)據(jù)所對應(yīng)的模擬輸出時，S才導(dǎo)通。雖然保持電路本身也要有一般過渡過程ta，但輸出電壓已完全消除了尖峰影響。
該外接消峰電路工作原理圖如圖2所示。

4 結(jié) 語
以上幾種消除尖峰的方案，均能有效地消除尖峰，但方案1和方案2會使變換速度減弱，所以在單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中，常用后面的方案來消除尖峰。