数模转换
采样定理¶
略
ADC¶
运算放大器¶
运算放大器是一种线性放大器。
- 两个输入
- 反相
- 同相
- 和一个输出
特点：
- 很高的电压增益
- 很大的输入阻抗
- 很低的输出阻抗
运算放大器的 3 种使用方式：
用做反相放大器时，图中，虚地处电压为 0 V ，由于很大的输入阻抗没有电流流入运算放大器，输入电压处 \(V_{in}\) 所有电流流向输出电压处 \(V_{out}\) ，可得：
\[
\frac{V_{out}}{V_{in}}=-\frac{R_f}{R_i}
\]
其中 \(R_f\) 是反馈电阻，\(R_i\) 是输入电阻。
其 中 \(\frac{V_{out}}{V_{in}}\) 是闭环电压增益(闭环是指由电阻 R，提供的从输出到输入的反馈)，负号表示反相。
快速 ADC¶
3 位快速 ADC：
每个比较器的参考电压都由电阻分压电路设定。每个比较器的输出都连接到优先权编码器的一个输入。编码器由 EN 输入上的一个脉冲使能，3 位码表示出现在编码器输出上的输入值。 二进制数由最高级别输入的高电平决定。 二进制数的序列表示 ADC 的输入，每次使能脉冲有效的期间，输入信号得到采样。转换的精度由 2 个因素确定：
- 使能脉冲的频率
- 二进制编码的位数
双积分 ADC¶
一个斜坡发生器(积分器)用来产生双积分特性。本质是在一个计数器进位的时间周期内，信号对电容充电，然后在恒定的电容放电速度下，在放电时间内计数器计数实现对这一信号电压大小的量化。
这里可变斜率由 \(V_{in}\) 的大小决定，越大则可变斜率越大，电容充电速度越快。而电容放电的速度是固定的。
由于需要充电、放电，所以 DAC 相对较慢，而且该方法要求采样保持时间足够长。
DAC¶
二进制权值输入 DAC¶
输入的高电平电压若为 5 V ，输出：
R/2R 阶梯形 DAC¶
Abstract
这里利用了戴维南定理等效电路
该方法结构更加精简，容易实现。
\(n\) 输入的高电平电压若为 \(V_i\) ，则输出电压为从 \(0\) 到 \(V_i\) ，以 \(\frac{V_i}{2^n}\) 为间隔，依次对应输入信号的 0 到 \(2^n-1\)。
