3A-D和D-A变换电路的结构与工作原理详解

A-D变换电路（模拟—数字变换电路）和D-A变换电路（数字—模拟变换电路）主要用于各种电子设备的数字信号处理电路中，模拟信号在进行处理时，要先转换成数字信号，再进行数字处理。

（1）A-D变换电路的结构和工作原理

将模拟信号变成数字信号的电路被称为A-D变换电路。图5-3所示为典型A-D变换电路，该电路主要由电压比较器、锁存器和缓存器等部分组成。

从图中可看出，模拟信号送入A-D变换电路的输入端，它同时加到7个电压比较器的同相输入端，7个电压比较器的反向输入端接比较器的基准电压，7个基准电压分别接到串联型电阻分压器上，相当于将信号的幅度分成了7个等级（1/7V_o～7/7V_o）。如果输入信号小于1/7V_o，则所有的电压比较器输出均为0，经锁存器和编码器后，总输出则为000，如果输入的信号幅度大于2/7V_o，小于3/7V_o，则电压比较器W₁、W₂输出为1，经编码器则输出010。

（2）D-A变换电路的结构和工作原理

将数字信号变成模拟信号的电路被称为D-A变换电路。图5-4所示为典型D-A变换电路，该电路主要是由S/P变换器、数字去加重电路、4倍过取样电路、MASH逻辑电路、LR选择器、PWM逻辑电路以及低通滤波器等部分构成的。

图5-3 典型A-D变换电路(www.xing528.com)

图5-4 典型D-A变换电路

从图中可看出，来自A/V解码电路的串行数字信号（SR DATA）、串行时钟信号（BCLK）和LR时钟信号（LRCLK）首先送到串并（S/P）变换器中，将串行的数字信号变成并行的数字信号，再经数字去加重电路和4倍过取样电路等处理，输出模拟音频信号。

数字信号的取样频率通常是44.1kHz，音频信号的频率范围是20Hz～20kHz。为避免这两个信号的干扰，在电路中采用4倍的过取样频率，44.1kHz×4=176.4kHz。

【特别提示】

MASH逻辑电路是“多级噪声整形技术”的电路，它是Multi-Stage Noise Shaping的缩写名称。通常带负反馈的放大器，在增益大于1的频带内，若含有3次以上的极性反转，极容易产生自激，而带有数字负反馈的噪声整形也是这样，一旦进行3次以上的噪声整形，通常也会产生数字振荡。但用相同的超取样频率，要提高听力范围的S/N，必须提高噪声整形次数。相反，要确保相同的S/N，为了使用较低的超取样频率，也必须提高噪声整形次数。因此为了构成多级噪声整形，开发了次数为3次，4次、5次或更多次数而且工作很稳定的方式，这就是MASH方式。