微型计算机中处理的各种信号都是数字信号,我们前面所涉及的微型计算机接口的输入/输出也都是数字信号。而在实际的工作中,尤其是在工业控制领域,我们经常需要使用微型计算机来处理一些模拟信号,所以微型计算机必须具有输入/输出模拟信号的手段,而输入/输出模拟信号的关键就是数字信号与模拟信号之间的互相转换。根据转换方向的不同,可以将这种转换分为数字/模拟转换(D/A转换,即从数字信号转换为模拟信号)和模拟/数字转换(A/D转换,即从模拟信号转换为数字信号)。由于各种模拟信号,如压强、流速、温度等都可以通过各种不同的传感器与电压或电流信号进行互相转换,所以微型计算机所处理的模拟信号主要是电压或电流信号。
在进行数模转换或模数转换时,由于转换的一方是连续的模拟量,而另一方是离散的数字量,在转换过程中不可避免地要遇到量程和误差等问题。在A/D、D/A转换过程中,有几个概念是必须知道的。
●量程:即数模转换或模数转换能够表示的模拟量最大值和最小值之差。
●分辨率:用来描述数模转换或模数转换电路对模拟量的分辨能力,通常用二进制数字量的位数来表示,数字量的位数越长,则分辨率越高,常见的分辨率有8位、12位、16位、20位等。(www.xing528.com)
●最小位当量:即数字量中最低有效位所表示的模拟量的大小,又称最低有效位等效量(Least Significant Bit,LSB)。LSB与量程和分辨率有关,例如,12位分辨率的A/D转换器在5V量程上的LSB为1.25 mV。
●转换精度:在转换过程中,数模或模数转换器的输出值总会和理论值有一定差异,这个差异可以用转换精度来描述。转换精度有绝对精度、相对精度、线性误差几种表示法。其中,绝对精度刻画的是实际输出值与理论值之间的差,一般用LSB表示,比如1LSB、1/2 LSB等。相对精度即绝对精度与量程的比值,一般用一个百分比表示。而线性误差则用于刻画满刻度范围内偏离理想转换特性曲线的最大值。
●转换时间:即数模转换或模数转换所需要的时间。对于数模转换,转换时间即电路终点的运算放大器的输出端从0 V跳变到最大工作电压所需要的时间,又称建立时间。对于模数转换,转换时间就是从启动转换到转换结束所需要的最大时间,其倒数即为转换速率。
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