模数转换器外文翻译.docx
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模数转换器外文翻译.docx
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附录A:
英文资料翻译:
模数转换器
来自:
维科百科
通常情况下,一个AD转换器是一个将输入模拟电压(或电流)转换为一个数字号码的电子装置,数位输出,可使用不同的编码方案,如二进制,格雷码或二的互补二元。
然而,一些非电子或仅是部分电子设备,如轴角编码器,也可以考虑的ADC。
线性的ADC
大多数的ADC是被认为是线性的,虽然数位转换是一个非线形的过程(是连续空间映射为离散空间成为分段常数,因此是非线性操作)。
线性此处所说的是,输入值映射到每个产值是呈线性关系的。
非线形的ADC
如果一个信号被数字化的概率密度函数的是一致的,那么,信噪比相对向量化噪声是最好的可能。
正因为如此,经常使信号在量化之前通过其累积分布函数。
这是一件好事,因为这样做可以使量化得到一个更好的解决方案。
在量化过程中,这么做是必要的。
准确性
一个模数转换器有几个错误的来源。
量化误差和非线形是内在任何模拟到数字的转换。
此外,还有一个所谓的孔径误差是由于一时钟抖动,并透露,当数字化的一个信号(而不是一个单一的值)。
这些错误是衡量一个单位的所谓LSB的,这是一个缩写,至少有显着位。
在上面的例子中的18位ADC,一个错误的1LSB的是:
1/256的全部信号范围,或约0.4%。
非线形
所有的ADC由于物理性质的不完善而遭受非线形的错误,造成其输出偏离线性函数(或在该案件故意非线形ADC的其他一些功能,)的,他们的投入。
这些错误,有时可以得到缓解的校准,或阻止通过测试。
重要参数的线性是积分非线性(禁毒局)和微分非线性(dnl)。
因此,你需要做仔细的计算当您这样做的收敛性。
模拟信号在时间上是连续的它也有必要转换为流动的数字值。
因此,这是需要界定的速度,其中新的数字值是从模拟信号采样。
新的价值观率是所谓转换器的采样率或采样频率。
一个不断变带信号可以采样(即,信号值的间隔时间t,采样时间,测量和储存),然后原始信号,可正是转载自离散时间值由内插公式。
准确性是有限的,由量化误差。
不过,这忠实地复制,是唯一可行的,如果采样率是高于两倍的最高频率的信号。
这基本上是什么是体现在香农-奈奎斯特采样定理由于实际的
ADC不能作出瞬时转换,输入值必须不断举行期间的时间转换器执行转换(所谓的转换时间)。
1输入电路所谓的样本,并举行执行这项任务-在大多数情况下,通过使用一个电容来存储的模拟电压输入,并使用电子开关或门断开电容器从投入。
许多ADC的集成电路,包括采样与保持子系统内部。
走样
所有ADC的,是在离散的间隔时间完成采样工作。
他们的生产是将输入的图形编程一个不完整图形的行为,只能从同一个东西在,输入以前合经过采样以后的不同来知道。
如果输入是以比采样速率更慢的速度变化,那么我们可以假设,在两个采样值之间的信号的采样值是相同的。
但是,如果输入信号是瞬息万变相比,该采样率,那么,这个假设是不正确。
如果数字的值是由数字型号转换为模拟型号的得到的,在该系统稍后的阶段中,由数模转换器或DAC转换回模拟值,这是可取的输出发援会是一个忠实再现原始信号。
如果输入信号是不断变化的速度远远高于采样率,那么这将不是如此,所谓的杂散信号的别名,将制作的输出发援。
频率的别名信号之间的区别是信号频率和采样率。
例如,一个2千赫正弦波被抽样选中的在1.5千赫,将重建作为一个500Hz的正弦波。
这个问题是所谓的别名。
.为了避免混叠,输入到数模转换器中的信号必须经过低通滤波,以消除频率超过一半的采样率的信号。
此过滤器是所谓的抗混叠滤波器,在一个实际ADC系统中是必不可少的,它适用于模拟信号与较高频率的信号。
虽然走样在大多数的系统是不想要的,还应当指出的,它可以被利用来提供同声传译下跌混合一个带限高频信号(见频混频器)。
ADC的结构
这些都是最常见方式的AD转换器:
直接转换的ADC或Flash的ADC有一个比较存储器,用来映射的解码工作电压范围。
比较存储需要的逻辑电路产生为每一个代码产生电压范围。
直接转换非常快,但通常只有8位分辨率(255比较-由于人数比较需要的是为2n-1)或更少,因为它需要有一个大的,昂贵的电路。
这一类ADC的有大尺寸的裸片,高输入电容,很容易产生故障对输出(输出一个地地道道的序列码)。
扩展到较新的次微米技术,设计限制中不利于作为装置的错配占主导地位。
他们常常被用于视频,宽带通信或其他快速信号。
逐次逼近的ADC采用了比较拒绝的电压范围,最终解决对最后的电压范围。
逐次逼近工程,不断比较,输入电压到输出端的一个内部的数字模拟转换器,直至最佳逼近的实现。
在每一步,在这个过程中,二进制值的逼近是储存在一个逐次逼近寄存器(SAR)。
SAR使用一个参考电压(这是最大的信号用于模数转换的转换器)进行比较。
例如,如果输入电压为60V和参考电压是100伏,在第一时钟周期,60伏特是比较至50伏特(参考,除以二,这是电压输出的内部发援时投入是a'1'其次是零),以及电压从比较是积极的(or'1')(因为60伏特大于50五)。
此时,第一二进制数字(msb)设置为a'1'。
在第二时钟周期输入电压相比,75V(下被中途介于100和50伏特的:
这是输出的内部发援会时,它的输入is'11'其次是零),因为60V是不少于75五,比较器输出是现在阴性(or'0')。
第二个二进制数字,因此设定为a'0'。
在第三时钟周期,输入电压相比,
62.5V(下中途之间的50V和75五:
这是输出的内部发援会时,它的输入is'101'其次为零)。
输出的比较是否定的or'0'(因为60伏特少于62.5五),使第三二进制数字是设定为0。
第四个时钟周期,同样的结果在第四位数字的正a'1』(60伏特大于56.25五,发援会输出for'1001'其次为零)。
结果,这将是在1001年以二进制形式。
这也是所谓的位加权转换,是类似一个二进制搜索。
模拟值是四舍五入至最接近的二进制值以下,这意味着这类型转换器是中崛起(见上文)。
因为近似连续(不同时),转换需要一个时钟周期为每比特的决议理想。
时钟频率必须等于采样频率乘以人数位分辨率理想。
举例来说,抽样音频44.1千赫与32位的分辨率,时钟频率超过140兆赫将须。
ADC的这一类有良好的决议和相当广泛的范围。
他们是更复杂的,比其他一些设计。
斜路-比较,模数转换器(也称为整合,双斜坡或多斜坡ADC)的产生锯齿形的信号,表明斜道,然后迅速下降到零。
当坡道启动时,计时器开始计数。
当坡道电压相匹配的输入,比较火灾,和计时器的价值是记录。
定时匝道转换需要至少上晶体管的数量。
坡道的时间是温度敏感,因为电路产生的坡道,往往只是一些简单的振荡器。
有两个解决办法:
使用频率计数器驾驶DAC和然后使用比较,以保存柜的价值,或校准按时坡道。
一个特别的优势,匝道-比较系统,比较第二个信号,只是需要另一个比较,和另一登记册来储存电压值。
一个很简单的(非线形)的坡道上变频器便可实施与微控制器和一个电阻和电容器。
反之亦然填充电容器可以采取从1积分,时间到幅度变换器,相位检测器,采样保持电路,或高峰期和保持电路,并已出院。
这样做的好处,一个比较缓慢,不能受到干扰的快速输入的变化。
一三角洲编码的ADC已上升计数器认为包括数字模拟转换器(DAC)。
输入信号和发援会都去一个比较。
比较控制柜。
电路采用负反馈,从比较调整柜台,直到发援会的输出是足够接近,以输入信号。
有多少是读出柜。
三角洲转换器有非常广泛的范围,高分辨率,但转换时间是依赖于输入信号的水平,虽然它会永远有保证的最坏情况。
三角洲转换往往是很好的选择,阅读现实世界的信号。
最信号从物理系统不改变突然。
一些转换器结合起来,三角洲和逐次逼近的办法;这个工程,以及特别是当高频率是众所周知的是小的幅度。
单通道模数转换器使用两个或两个以上的步骤。
首先,粗转换工作要做。
在第二个步骤,分别输入信号的决心与数字模拟转换器(DAC)。
这种差异是,然后转换成更细,结果相结合,在最后一步。
这可以被视为一个完善逐次逼近的ADC,其中反馈的参考信号组成的临时转换的一整系列的双边投资条约(例如,4位),而非仅仅是下一代最重要的一点。
相结合的优点,逐次逼近和Flash的ADC这类型的速度快,具有高解析度,只需要一个小裸片尺寸。
1Σ-ΔADC的(也称为一款Δ-ΣADC)的期望信号由一个大的因素和过滤器所需的信号频带。
一般较小的双边投资协定的数量超过所需的转换使用闪光灯的ADC后,过滤器。
由此产生的信号,随着错误所产生的离
散级别的闪光,是回馈和减去输入过滤器。
这种消极的反馈效应噪声整形的错误是由于要闪光,以便它不会出现在期望信号的频率。
数字滤波器(抽取滤波器)如下的ADC从而降低了采样率,过滤器,小康不想要的噪声信号,并提高该决议的输出。
(Σ-Δ调制,也称为Delta-Sigma调制)
ADC通常使用的一些计划,类似上述其中一个。
英文资料
Analog-to-Digitalconverter
FromWikipedia,
Ananalog-to-digitalconverter(abbreviatedADC,A/DorAtoD)isanelectronicintegratedcircuit,whichconvertscontinuoussignalstodiscretedigitalnumbers.Thereverseoperationisperformedbyadigital-to-analogconverter(DAC).
Typically,anADCisanelectronicdevicethatconvertsaninputanalogvoltage(orcurrent)toadigitalnumber.Thedigitaloutputmaybeusingdifferentcodingschemes,suchasbinary,Graycodeortwo'scomplementbinary.However,somenon-electronicoronlypartiallyelectronicdevices,suchasrotaryencoders,canalsobeconsideredADCs.
[edit]LinearADCs
MostADCsareofatypeknownaslinear,althoughanalog-to-digitalconversionisaninherentlynon-linearprocess(sincethemappingofacontinuousspacetoadiscretespaceisapiecewise-constantandthereforenon-linearoperation).Thetermlinearasusedheremeansthattherangeoftheinputvaluesthatmaptoeachoutputvaluehasalinearrelationshipwiththeoutputvalue,
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