A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換電路
發(fā)布時(shí)間:2011/10/22 11:15:50 訪問(wèn)次數(shù):9385
1.ND轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換電路的特點(diǎn)和工作流程
A/D轉(zhuǎn)換電路和D/A轉(zhuǎn)換電路主要用于各種電子設(shè)備的數(shù)字信號(hào)處理電路中,模擬信號(hào)在進(jìn)行處理時(shí),首先要轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),或在處理后還要變回模擬信號(hào)。
數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)之間是可以相互轉(zhuǎn)換的,如圖8-16所示,模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)的電路被稱之為A/D轉(zhuǎn)換電路,而數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào)的電路則被稱為D/A轉(zhuǎn)換電路。
模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的波形有很大的區(qū)別,P87C51FB-4A如圖8-17所示。一個(gè)是連續(xù)變化的物理量,一個(gè)是離散的數(shù)字量,即脈沖狀的信號(hào)。
數(shù)字信號(hào)的波形也有不同的特點(diǎn),如圖8-18所示,數(shù)字信號(hào)有2值數(shù)字信號(hào)和多值數(shù)字信號(hào)。在實(shí)際的產(chǎn)品中大都采用2值數(shù)字信號(hào)。
2.A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)組成
在實(shí)際的電路中往往分為模擬電路和數(shù)字電路,如圖8-19所示,處理模擬信號(hào)的電路被稱之為模擬電路,處理數(shù)字信號(hào)的電路則被稱之為數(shù)字咆路。則將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的電路稱為A/D轉(zhuǎn)換器,而將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱為D/A轉(zhuǎn)換器。
(1) A/D轉(zhuǎn)換電路的基本結(jié)構(gòu)
A/D轉(zhuǎn)換電路是將連續(xù)變化的音頻信號(hào)波形變成離散的數(shù)字信號(hào),再進(jìn)行進(jìn)…步的處理。從前述可知,A/D轉(zhuǎn)換處理的基本過(guò)程是取樣量化和編碼。取樣后的樣點(diǎn)量化就是將模擬信號(hào)每個(gè)取樣點(diǎn)的直流電壓值變成數(shù)字信號(hào)的二進(jìn)制代碼。理想的A/D轉(zhuǎn)換輸入/輸出特性和電路結(jié)構(gòu)如圖8-20所示。量化通常是將模擬信號(hào)的電壓幅度分成很多等級(jí)。例如,
圖中共分了256個(gè)等級(jí),每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)二進(jìn)制編碼信號(hào)。如果模擬信號(hào)的最大幅度是1V,最小幅度是OV,分成256個(gè)等級(jí),每個(gè)等級(jí)相當(dāng)于1V/256:0.0038V。如果取樣模擬信號(hào)幅度為0.015,從圖中看為第4個(gè)等級(jí),其編碼則應(yīng)為0100。
圖8-21所示是一個(gè)3位(bit)并聯(lián)A/D轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)。模擬信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端,它同時(shí)加到7個(gè)電壓比較器的同相輸入端,7個(gè)電壓比較器的反向輸入端接比較器的基準(zhǔn)電壓,7個(gè)基準(zhǔn)電壓分別接到串聯(lián)型電阻器分壓器上,相芻于將信號(hào)的幅度分成了7個(gè)等級(jí)( 1/7Vo~7/7Vo)。如果輸入信號(hào)小于l/7Vo則所有的電壓比較器輸出均為0,經(jīng)鎖存器和編碼器后,總輸出則為000,如果輸入的信號(hào)幅度大于2/7Vo,小于3/7Vo,則電壓比較器Wl、W2輸出為1,經(jīng)編碼器則輸出010。
A/D轉(zhuǎn)換器可以用簡(jiǎn)化的電路表示,圖8-22所示是一種4位(bit)并聯(lián)型的AfD轉(zhuǎn)換器,所謂位數(shù)是指輸出數(shù)字信號(hào)的位數(shù)。
由圖8-22可知,4位A/D轉(zhuǎn)換器使用15個(gè)電壓比較器,4位量化,HCNR200量化時(shí)按16個(gè)等級(jí)。
(2) D/A轉(zhuǎn)換電路的基本結(jié)構(gòu)
D/A轉(zhuǎn)換電路是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路,例如,CD光盤上讀取的信號(hào)經(jīng)處理后恢復(fù)成數(shù)字編碼信號(hào),這種信號(hào)可以直接傳送給其他的音頻設(shè)備,也可以變成模擬信號(hào)經(jīng)功率放大后去驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。
1.ND轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換電路的特點(diǎn)和工作流程
A/D轉(zhuǎn)換電路和D/A轉(zhuǎn)換電路主要用于各種電子設(shè)備的數(shù)字信號(hào)處理電路中,模擬信號(hào)在進(jìn)行處理時(shí),首先要轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),或在處理后還要變回模擬信號(hào)。
數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)之間是可以相互轉(zhuǎn)換的,如圖8-16所示,模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)的電路被稱之為A/D轉(zhuǎn)換電路,而數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào)的電路則被稱為D/A轉(zhuǎn)換電路。
模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的波形有很大的區(qū)別,P87C51FB-4A如圖8-17所示。一個(gè)是連續(xù)變化的物理量,一個(gè)是離散的數(shù)字量,即脈沖狀的信號(hào)。
數(shù)字信號(hào)的波形也有不同的特點(diǎn),如圖8-18所示,數(shù)字信號(hào)有2值數(shù)字信號(hào)和多值數(shù)字信號(hào)。在實(shí)際的產(chǎn)品中大都采用2值數(shù)字信號(hào)。
2.A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)組成
在實(shí)際的電路中往往分為模擬電路和數(shù)字電路,如圖8-19所示,處理模擬信號(hào)的電路被稱之為模擬電路,處理數(shù)字信號(hào)的電路則被稱之為數(shù)字咆路。則將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的電路稱為A/D轉(zhuǎn)換器,而將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱為D/A轉(zhuǎn)換器。
(1) A/D轉(zhuǎn)換電路的基本結(jié)構(gòu)
A/D轉(zhuǎn)換電路是將連續(xù)變化的音頻信號(hào)波形變成離散的數(shù)字信號(hào),再進(jìn)行進(jìn)…步的處理。從前述可知,A/D轉(zhuǎn)換處理的基本過(guò)程是取樣量化和編碼。取樣后的樣點(diǎn)量化就是將模擬信號(hào)每個(gè)取樣點(diǎn)的直流電壓值變成數(shù)字信號(hào)的二進(jìn)制代碼。理想的A/D轉(zhuǎn)換輸入/輸出特性和電路結(jié)構(gòu)如圖8-20所示。量化通常是將模擬信號(hào)的電壓幅度分成很多等級(jí)。例如,
圖中共分了256個(gè)等級(jí),每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)二進(jìn)制編碼信號(hào)。如果模擬信號(hào)的最大幅度是1V,最小幅度是OV,分成256個(gè)等級(jí),每個(gè)等級(jí)相當(dāng)于1V/256:0.0038V。如果取樣模擬信號(hào)幅度為0.015,從圖中看為第4個(gè)等級(jí),其編碼則應(yīng)為0100。
圖8-21所示是一個(gè)3位(bit)并聯(lián)A/D轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)。模擬信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端,它同時(shí)加到7個(gè)電壓比較器的同相輸入端,7個(gè)電壓比較器的反向輸入端接比較器的基準(zhǔn)電壓,7個(gè)基準(zhǔn)電壓分別接到串聯(lián)型電阻器分壓器上,相芻于將信號(hào)的幅度分成了7個(gè)等級(jí)( 1/7Vo~7/7Vo)。如果輸入信號(hào)小于l/7Vo則所有的電壓比較器輸出均為0,經(jīng)鎖存器和編碼器后,總輸出則為000,如果輸入的信號(hào)幅度大于2/7Vo,小于3/7Vo,則電壓比較器Wl、W2輸出為1,經(jīng)編碼器則輸出010。
A/D轉(zhuǎn)換器可以用簡(jiǎn)化的電路表示,圖8-22所示是一種4位(bit)并聯(lián)型的AfD轉(zhuǎn)換器,所謂位數(shù)是指輸出數(shù)字信號(hào)的位數(shù)。
由圖8-22可知,4位A/D轉(zhuǎn)換器使用15個(gè)電壓比較器,4位量化,HCNR200量化時(shí)按16個(gè)等級(jí)。
(2) D/A轉(zhuǎn)換電路的基本結(jié)構(gòu)
D/A轉(zhuǎn)換電路是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路,例如,CD光盤上讀取的信號(hào)經(jīng)處理后恢復(fù)成數(shù)字編碼信號(hào),這種信號(hào)可以直接傳送給其他的音頻設(shè)備,也可以變成模擬信號(hào)經(jīng)功率放大后去驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。
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