数据转换器

所有现实世界的量本质上都是模拟的。我们可以将这些量以电的方式表示为模拟信号。模拟信号是一种随时间变化的信号，在给定的时间段内具有任意数量的值(变化)。

与此相反，数字信号从一个级别突然变化到另一个级别，并且在给定的时间段内只有有限数量的值(变化)。

本章讨论了数据转换器的类型及其规格。

数据转换器的类型

可以用模拟信号操作的电子电路称为模拟电路。同样，可以用数字信号操作的电子电路称为数字电路。数据转换器是一种将一种形式的数据转换为另一种形式的电子电路。

数据转换器有两种类型 −

如果我们想将模拟电路的输出连接到数字电路的输入，那么我们必须在它们之间放置一个接口电路。这种将模拟信号转换为数字信号的接口电路称为模拟到数字转换器。

同样，如果我们想将数字电路的输出连接到模拟电路的输入，那么我们必须在它们之间放置一个接口电路。这种将数字信号转换为模拟信号的接口电路称为数模转换器。

请注意，某些模数转换器可能需要数模转换器作为其操作的内部模块。

以下是与数据转换相关的规格 −

分辨率是模拟输入电压以二进制(数字)输出表示所需的最小变化量。这取决于数字输出中使用的位数。

从数学上讲，分辨率可以表示为

$$Resolution=\frac{1}{2^{N}}$$

其中，"N"是数字输出中存在的位数。

从上述公式中，我们可以观察到分辨率和位数之间存在反比关系。因此，分辨率会随着位数的增加而降低，反之亦然。

分辨率也可以定义为可以用二进制表示的最大模拟输入电压与等效二进制数的比率。

从数学上讲，分辨率可以表示为

$$分辨率=\frac{V_{FS}}{2^{N}-1}$$

其中，

$V_{FS}$ 是满量程输入电压或最大模拟输入电压，

"N"是数字输出中存在的位数。

数据转换器将一种形式的数据(信息)转换为另一种形式的等效数据所需的时间称为转换时间。由于我们有两种类型的数据转换器，因此有两种类型的转换时间，如下所示

模拟到数字转换器 (ADC) 将模拟输入电压转换为其等效二进制(数字)输出所需的时间称为模拟到数字转换时间。它取决于数字输出中使用的位数。

数字到模拟转换器 (DAC) 将二进制(数字)输入转换为其等效模拟输出电压所需的时间称为数字到模拟转换时间。它取决于二进制(数字)输入中存在的位数。