DA信号是指数字信号转换成模拟信号的过程中,模拟信号的输出。一般情况下,DA信号分为三类:PWM型、R2R型和ΔΣ型。
PWM型指基于脉冲宽度的调制方式,模拟输出电压从0到Vref之间改变的速率由数字极性宽度调制确定。R2R型是一种电阻分压器,具有2^n个电阻和2^n个开关,当二进制代码输入时,相应的开关选择打开。P2M型和R2R型都是逐位转换器,需要内部放置大量的电阻和开关。而ΔΣ型则使用多次采样和量化技术,输出模拟信号时仅需使用一个比例放大器即可。
PWM型DA信号的基本原理是通过改变数字信号的宽度和周期,将矩形波信号转换成模拟电压信号。同样的数字信号,改变宽度的比例会决定输出电压的大小,越宽的时间比例输出的电压就越高。
优点:PWM型DA信号的输出精度高,分辨率较高,且成本低。
缺点:由于改变宽度和周期,生成出的信号带有高频噪声,因而需要滤波处理;同时也会产生杂散分量,进一步影响DA信号的输出精度。
R2R型DA信号的工作原理是通过电阻分压来输出模拟信号。具体实现可利用电路连接2^n个电阻和2^n个开关,每个开关与相应的电阻连接,当二进制代码输入时,相应的开关选择打开,输出的电压由输出电阻决定。
优点:R2R型DA信号的成本低,响应速度较快。
缺点:R2R型DA信号的精度和分辨率不如PWM型和ΔΣ型,且随着n值增加,电路复杂度呈指数级增长。
ΔΣ型DA信号在数字电路中广泛应用,主要通过多次采样和量化技术来实现模拟信号的输出。ΔΣ型DA信号由以下几个部分组成:sample & hold电路、量化器、低通滤波器和比例放大器。
优点:ΔΣ型DA信号的输出精度和分辨率较高,杂散信号和噪声信号均有较好的抑制能力。
缺点:ΔΣ型DA信号的响应速度不如PWM和R2R型,由于需要进行多次采样和处理,会造成较大的延时。