在数字信号处理中,模数转换器是一个十分重要的模块。它可以将模拟信号转换为数字信号,被用于数码摄像机、数位音乐设备等多种应用。本文将总结介绍最常用的模数转换器型号。
逐次逼近型模数转换器是最常见的模数转换器类型,也是工业上最广泛应用的类型。其主要原理是:将待转换的模拟信号与参考电压进行比较,产生一个“1”或“0”。如果得到的数字是“1”,则将待转换的模拟信号扣减一个分压电阻电压,得到新的待转换模拟量,然后用新的待转换模拟量和参考电压再次进行比较。如此重复,直到所有的位数都转换完成,最终获得一串数字。
逐次逼近型模数转换器精度高、简单易用,但转换速度较慢,适用于精度要求较高的应用场景。
Sigma-Delta型模数转换器的主要特点是数字信号处理和模拟信号处理相结合。它会将电压转化为数字信号,并将该数字信号定期回传到模拟部分,对原始信号进行调整,然后再将其转换为数字信号进行输出。
Sigma-Delta型模数转换器通常具有较高的分辨率、低噪音、较高的抗干扰性能,但它所需的处理时间非常长,只适用于对速度要求不高,但对精度和抗干扰性能要求较高的应用场景。
平行型模数转换器采用并联方式,所有比较器同时比较模拟输入和参考电压。每个比较器产生一位二进制代码。在每个比较器中,输入电压与与它并联的参考电压相比较。比较结果为1或0,分别对应“大于”和“小于”关系。所有比较结果连成二进制代码,即可得到数字信号。
平行型模数转换器转换速度较快,但电路晶体管数目较大,设计难度较高。
串行型模数转换器与平行型模数转换器相反,是将模拟量按位串行输入,将数字量按位串行输出。串行型模数转换器又分为两种,分别为串行逐次逼近型模数转换器(SAR)和串行控制型模数转换器(Flash)。
串行型模数转换器速度快、精度高,但电路设计复杂度、噪声干扰等问题需要充分考虑。