数据转换器是指将一种数据信号转换成另一种数据信号的装置。

什么是数据转换器

 

数据转换器

 

信号是信息存在的形式或载体。在自动化仪表设备和自动控制系统中,常将一种信号转换成另一种与标准量或参考量比较后的信号,以便将两类仪表联接起来,因此,转换器常常是两个仪表(或装置)间的中间环节。

 


数据转换器的工作原理

1)积分型(如 TLC7135)

积分型 AD 工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率),然后由定时器 / 计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率,但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。初期的单片 AD 转换器大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。

 

2)逐次比较型(如 TLC0831)

逐次比较型 AD 由一个比较器和 DA 转换器通过逐次比较逻辑构成,从 MSB 开始,顺序地对每一位将输入电压与内置 DA 转换器输出进行比较,经 n 次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低,在低分辩率(12 位)时价格很高。

 

3)并行比较型 / 串并行比较型(如 TLC5510)

并行比较型 AD 采用多个比较器,仅作一次比较而实行转换,又称 FLash(快速)型。由于转换速率极高,n 位的转换需要 2n-1 个比较器,因此电路规模也极大,价格也高,只适用于视频 AD 转换器等速度特别高的领域。串并行比较型 AD 结构上介于并行型和逐次比较型之间,最典型的是由 2 个 n/2 位的并行型 AD 转换器配合 DA 转换器组成,用两次比较实行转换,所以称为 Half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现 AD 转换的叫做分级(Multistep/Subrangling)型 AD,而从转换时序角度又可称为流水线(Pipelined)型 AD,现代的分级型 AD 中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类 AD 速度比逐次比较型高,电路规模比并行型小。

 

4)调制型(如 AD7705)

Σ-Δ型 AD 由积分器、比较器、1 位 DA 转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型,将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号,用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化,因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。

 

5)电容阵列逐次比较型

电容阵列逐次比较型 AD 在内置 DA 转换器中采用电容矩阵方式,也可称为电荷再分配型。一般的电阻阵列 DA 转换器中多数电阻的值必须一致,在单芯片上生成高精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列,可以用低廉成本制成高精度单片 AD 转换器。最近的逐次比较型 AD 转换器大多为电容阵列式的。

 

6)压频变换型(如 AD650)

压频变换型(Voltage-Frequency Converter)是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率,然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种 AD 的分辨率几乎可以无限增加,只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是分辩率高、功耗低、价格低,但是需要外部计数电路共同完成 AD 转换。



数据转换器的作用

调制 / 解调 bai 器(modem)根据它的英文读音,平常称做“猫”,你可以把它理解为一种数据转换器。我们电脑上使用的数字信号要通过线路传输,就先得把它转换成模拟信号,然后对方收到模拟信号后再转换成数字信号使用,这个用来转换信号的东东就是猫了。


路由器(router )顾名思义,就是提供路径选择、指定的东东。比如你要把数据传给另一方,你的数据通过怎么的路径到达对方,就是这个路径路由器给选择的。比方一封从北京发往西安的信一样,是走郑州 - 洛阳还是走包头 - 太原,这个决定它行走路线的人就是路由器。