美國仙童FAIRCHILD轉換器是指將一種信號轉換成另一種信號的裝置。信號是信息存在的形式或載體。在自動化儀表設備和自動控制系統(tǒng)中，常將一種信號轉換成另一種與標準量或參考量比較后的信號，以便將兩類儀表聯(lián)接起來，因此，美國仙童FAIRCHILD轉換器常常是兩個儀表（或裝置）間的中間環(huán)節(jié)。各種類型的美國仙童FAIRCHILD轉換器的出現(xiàn)，大大擴大了各類儀表（裝置）的使用范圍，使自動控制系統(tǒng)具有更多的靈活性和更廣的適應性。各類轉換器的基本作用是將信息轉換成便于傳輸和處理的形式，要求轉換過程中信息不發(fā)生畸變、失真、延遲等，因此對轉換器的線性度、輸入輸出阻抗匹配和隔離等有一定要求：①線性特性。要求轉換器的輸出信號Y與輸入信號X之間具有良好的比例關系，即Y=KX+A，式中K、A為常數(shù)。②輸入阻抗和輸出阻抗。美國仙童FAIRCHILD轉換器輸入阻抗和輸出阻抗必須與輸入端儀表和輸出端儀表相匹配，才能獲得高的轉換精度。③隔離特性。輸入電路、輸出電路與電源電路在直流電位上應彼此隔離，輸入、輸出電路 F的接地點應分開，以提高抗干擾能力。美國仙童FAIRCHILD轉換器的接口類型：轉換器典型的接口類型有以太網(wǎng)接口，E1接口、串行接口（RS232）、SC/ST接口、USB接口等。RJ-45 接口轉換器1．以太網(wǎng)接口接口標準：IEEE802.3終端速率：10M/100/1000Mbps工作模式：全雙工、半雙工終端接頭：RJ45接口2．E1接口網(wǎng)絡接口：G.703、G.704、G.823網(wǎng)絡速率：2.048Mbps網(wǎng)絡接頭：BNC（75歐姆）等線路編碼：HDB3碼3．串行接口接口速率：19200bps接口標準：RS-232SC/ST接口轉換器4．SC/ST接口ST接口：10Base-FSC接口：100Base-FX5．USB接口USB1.1：12MbpsUSB2.0：480Mbpszui基本的轉換器通常只有兩個接口，而更的轉換器則具有多個不同的接口。AD美國仙童FAIRCHILD轉換器介紹1. AD轉換器的分類下面簡要介紹常用的幾種類型的基本原理及特點：積分型、逐次逼近型、并行比較型/串并行型、Σ-Δ調制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。1）積分型（如TLC7135）積分型AD工作原理是將輸入電壓轉換成時間(脈沖寬度信號)或頻率(脈沖頻率)，然后由定時器/計數(shù)器獲得數(shù)字值。其優(yōu)點是用簡單電路就能獲得高分辨率，但缺點是由于轉換精度依賴于積分時間，因此轉換速率極低。初期的單片AD美國仙童FAIRCHILD轉換器大多采用積分型，現(xiàn)在逐次比較型已逐步成為主流。2）逐次比較型（如TLC0831）逐次比較型AD由一個比較器和DA轉換器通過逐次比較邏輯構成，從MSB開始，順序地對每一位將輸入電壓與內置DA轉換器輸出進行比較，經(jīng)n次比較而輸出數(shù)字值。其電路規(guī)模屬于中等。其優(yōu)點是速度較高、功耗低，在低分辯率（12位）時價格很高。3）并行比較型/串并行比較型（如TLC5510）并行比較型AD采用多個比較器，僅作一次比較而實行轉換，又稱FLash(快速)型。由于轉換速率*，n位的轉換需要2n-1個比較器，因此電路規(guī)模也極大，價格也高，只適用于視頻AD美國仙童FAIRCHILD轉換器等速度特別高的領域。串并行比較型AD結構上介于并行型和逐次比較型之間，zui典型的是由2個n/2位的并行型AD轉換器配合DA轉換器組成，用兩次比較實行轉換，所以稱為Half flash(半快速)型。還有分成三步或多步實現(xiàn)AD轉換的叫做分級（Multistep/Subrangling）型AD，而從轉換時序角度又可稱為流水線（Pipelined）型AD，現(xiàn)代的分級型AD中還加入了對多次轉換結果作數(shù)字運算而修正特性等功能。這類AD速度比逐次比較型高，電路規(guī)模比并行型小。4）Σ-Δ(Sigma?/FONT>delta)調制型（如AD7705）Σ-Δ型AD由積分器、比較器、1位DA美國仙童FAIRCHILD轉換器和數(shù)字濾波器等組成。原理上近似于積分型，將輸入電壓轉換成時間(脈沖寬度)信號，用數(shù)字濾波器處理后得到數(shù)字值。電路的數(shù)字部分基本上容易單片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音頻和測量。5）電容陣列逐次比較型電容陣列逐次比較型AD在內置DA美國仙童FAIRCHILD轉換器中采用電容矩陣方式，也可稱為電荷再分配型。一般的電阻陣列DA轉換器中多數(shù)電阻的值必須一致，在單芯片上生成高精度的電阻并不容易。如果用電容陣列取代電阻陣列，可以用低廉成本制成高精度單片AD轉換器。zui近的逐次比較型AD轉換器大多為電容陣列式的。6）壓頻變換型（如AD650）壓頻變換型是通過間接轉換方式實現(xiàn)模數(shù)轉換的。其原理是首先將輸入的模擬信號轉換成頻率，然后用計數(shù)器將頻率轉換成數(shù)字量。從理論上講這種AD的分辨率幾乎可以無限增加，只要采樣的時間能夠滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個數(shù)的寬度。其優(yōu)點是分辯率高、功耗低、價格低，但是需要外部計數(shù)電路共同完成AD轉換。2. AD美國仙童FAIRCHILD轉換器的主要技術指標1）分辯率指數(shù)字量變化一個zui小量時模擬信號的變化量，定義為滿刻度與2n的比值。分辯率又稱精度，通常以數(shù)字信號的位數(shù)來表示。2）轉換速率是指完成一次從模擬轉換到數(shù)字的AD轉換所需的時間的倒數(shù)。積分型AD的轉換時間是毫秒級屬低速AD，逐次比較型AD是微秒級屬中速AD，全并行/串并行型AD可達到納秒級。采樣時間則是另外一個概念，是指兩次轉換的間隔。為了保證轉換的正確完成，采樣速率必須小于或等于轉換速率。因此有人習慣上將轉換速率在數(shù)值上等同于采樣速率也是可以接受的。常用單位是ksps和Msps，表示每秒采樣千/百萬次（kilo / Million Samples per Second）。3）量化誤差(Quantizing Error) 由于AD的有限分辯率而引起的誤差，即有限分辯率AD的階梯狀轉移特性曲線與無限分辯率AD（理想AD）的轉移特性曲線（直線）之間的zui大偏差。通常是1 個或半個zui小數(shù)字量的模擬變化量，表示為1LSB、1/2LSB。4）偏移誤差(Offset Error) 輸入信號為零時輸出信號不為零的值，可外接電位器調至zui小。5）滿刻度誤差(Full Scale Error) 滿度輸出時對應的輸入信號與理想輸入信號值之差。6）線性度(Linearity) 實際轉換器的轉移函數(shù)與理想直線的zui大偏移，不包括以上三種誤差。其他指標還有：精度(Absolute Accuracy) ，相對精度(Relative Accuracy)，微分非線性，單調性和無錯碼，總諧波失真（Total Harmonic Distotortion縮寫THD）和積分非線性。3. DA轉換器DA美國仙童FAIRCHILD轉換器的內部電路構成無太大差異，一般按輸出是電流還是電壓、能否作乘法運算等進行分類。大多數(shù)DA轉換器由電阻陣列和n個電流開關(或電壓開關)構成。按數(shù)字輸入值切換開關，產(chǎn)生比例于輸入的電流(或電壓)。此外，也有為了改善精度而把恒流源放入器件內部的。一般說來，由于電流開關的切換誤差小，大多采用電流開關型電路，電流開關型電路如果直接輸出生成的電流，則為電流輸出型DA轉換器。此外，電壓開關型電路為直接輸出電壓型DA轉換器。1）電壓輸出型（如TLC5620）電壓輸出型DA美國仙童FAIRCHILD轉換器雖有直接從電阻陣列輸出電壓的，但一般采用內置輸出放大器以低阻抗輸出。直接輸出電壓的器件僅用于高阻抗負載，由于無輸出放大器部分的延遲，故常作為高速DA轉換器使用。2）電流輸出型(如THS5661A)電流輸出型DA轉換器很少直接利用電流輸出，大多外接電流—電壓轉換電路得到電壓輸出，后者有兩種方法：一是只在輸出引腳上接負載電阻而進行電流—電壓轉換，二是外接運算放大器。用負載電阻進行電流—電壓轉換的方法，雖可在電流輸出引腳上出現(xiàn)電壓，但必須在規(guī)定的輸出電壓范圍內使用，而且由于輸出阻抗高，所以一般外接運算放大器使用。此外，大部分CMOSDA美國仙童FAIRCHILD轉換器當輸出電壓不為零時不能正確動作，所以必須外接運算放大器。當外接運算放大器進行電流電壓轉換時，則電路構成基本上與內置放大器的電壓輸出型相同，這時由于在DA轉換器的電流建立時間上加入了達算放入器的延遲，使響應變慢。此外，這種電路中運算放大器因輸出引腳的內部電容而容易起振，有時必須作相位補償。3）乘算型（如AD7533）DA美國仙童FAIRCHILD轉換器中有使用恒定基準電壓的，也有在基準電壓輸入上加交流信號的，后者由于能得到數(shù)字輸入和基準電壓輸入相乘的結果而輸出，因而稱為乘算型DA轉換器。乘算型DA轉換器一般不僅可以進行乘法運算，而且可以作為使輸入信號數(shù)字化地衰減的衰減器及對輸入信號進行調制的調制器使用。
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