概要

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      模数转换器(ADC)将模拟量——现实世界中绝大部分现象的特征——转换为数字语言， 以便用于信息处理、计算、数据传输和控制系统。数模转换器(DAC)则用于将发送或存 储的数据，或者数字处理的结果，再转换为现实世界的变量，以便控制、显示信息或 进一步进行模拟处理。

整体架构流程

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     无论其来源如何，模拟输入变量通常都是由传感器转换成电压或电流。这些电气量可 以表现为以下形式：(1)在时域中对某一现象的快速或慢速直流连续直接测量；(2)经调 制的交流波形（使用各种调制技术）；(3)或者某种组合形式，用相关变量的空间配置 来代表轴角。第一种形式的例子有热电偶、直流基准源上的电位计和模拟运算电路的 输出；“斩波”光学测量、交流应变计或电桥输出、噪声中嵌入的数字信号等属于第 二种；自整角机和旋变器属于第三种

技术名词解释

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技术细节

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     本文讨论的模拟变量是那些用电压或电流来表示实际模拟现象的变量。它们可以是宽 带，也可以是窄带；可以是直接测量的缩放形式，或者经过某种形式的模拟预处理， 如线性化、组合、解调、滤波、采样保持等。 在处理过程中，电压和电流被“归一化”到与指定 ADC 输入范围兼容的范围。DAC 的 模拟输出电压或电流是归一化的直流信号，但随后可能会进行后处理（如调整、滤波、 放大等）。

     数字形式的信息一般用参考“地”的任意固定电压电平表示，或者出现在逻辑门的输 出端，或者施加于其输入端。所用的数字值基本上是二进制，即每个“比特”（信息 单位）有两种可能的状态：一种是“关”、“假”或“0”，另一种是“开”、“真” 或“1”。这两种逻辑状态也可以用两种不同的电流水平来表示，但使用电流远不如使 用电压普遍。另外，并不存在任何特殊原因要求电压必须参考地，发射极耦合逻辑 (ECL)、正发射极耦合逻辑(PECL)和低压差分信号逻辑(LVDS)等就不是参考地。 “字”是一组表示数字值的电平，这些电平可以多种方式出现：“并行”同时出现在 一条总线或一组门输入/输出上，“串行”（按照某一时间顺序）出现在一条线路上， 或者作为一系列并行字节（即“字节串行”）/半字节（小字节）出现。例如，一个 16 位字可以占用一条 16 位总线的 16 位，也可以分为两个字节相继出现在一条 8 位总线 上，或者分为四个 4 位半字节相继出现在一条 4 位总线上。

     虽然有多种逻辑系统，但使用最广泛的是 TTL（晶体管对晶体管逻辑），其中“真” 或 1 对应于最小+2.4V 的输出电平（对于 2.0V 以上的电平，输入明确地响应为 1）， “假”或 0 对应于最大+0.4V 的输出电平（对于+0.8V 以下的电平，输入明确地响应为 0）。应当注意，如今虽然 CMOS 比 TTL 更受欢迎，但 CMOS 逻辑电平一般与较早的 TTL 逻辑标准兼容。

   对于每个经量化的模拟电平，都会指定一组独特的并行或串行数字电平（或者称为数 值、代码，表示模拟范围的一个独特部分）。一个典型的数字代码如下面的数组所示： a7a6a5a4a3a2a1a0=10111001 它由 8 位组成，最左边的“1”称为最高有效位（MSB 或第 1 位），最右边的“1”称 为最低有效位（LSB 或第 N 位，本例中为第 8 位）。该代码可能表示一个数值、一个 字符或者一个模拟变量，要知道其确切含义，必须对代码和转换关系加以定义。注意， 切勿混淆特定位的名称（即第 1 位、第 2 位等）与“a”数组的下标；下标对应于 2 的幂，它与序列中特定位的权重相关。

小结

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      最为大家所熟悉的编码方式（十进制以外）是自然或标准二进制。二进制代码最常用 于表示整数；在一个 N 位自然二进制整数代码中，LSB 的权重为 2 0（即 1），下一位 的权重为 2 1（即 2），依此类推直到 MSB，其权重为 2 N–1（即 2 N /2）。二进制数的值 是将所有非零位的权重相加而得。加权的位相加后，产生一个值在 0 到 2 N–1 范围内的 独特数字。每增加一个尾随零位（如有）,该数字的大小便加倍。