轉換設備

完成模擬量信息與數字量信息相互轉換的設備（見模-數和數-模變換器），分為模-數轉換器和數-模轉換器兩類。 ^[1] 

根據使用對象的不同，轉換設備有通用型、高性能型、高分辨力型、高速型等多種；分辨力可達到16位或更高（如18位），轉換絕對精度可達滿標值的0.025%或更高，轉換速度可達十幾納秒。 ^[1] 

模-數轉換器 把各種模擬量信息（如壓力、流量、温度、軸轉動、電壓等物理變量）經量化和編碼轉換為計算機可以處理的數字量的器件。 ^[2] 

它的基本工作原理是把輸入的模擬電壓與一系列數字電壓相比較，一直到模擬電壓與數字電壓相等為止，然後輸出代表此電壓的二進制數。 ^[2] 

模-數轉換器可分為： ^[2] 

①直接模-數轉換器（並行反饋式與串行反饋式）；

②間接模-數轉換器(脈寬調製式、雙斜率積分式、電壓頻率式)； ^[2] 

③高速高精度模-數轉換器；

④超高速模-數轉換器。 ^[2] 

最常用的模－數轉換方法是雙斜率積分法和逐次近似法兩種。 ^[2] 

雙斜率積分法有較高的分辨力和較低的噪聲敏感度，但工作速度較低。這種方法是將未知信號轉換為與之成比例的時間間隔，在預定時間加以積分；然後，將積分器轉接到參考輸入，使反向積分從未知信號電平降到零電平。第二次積分過程的時間與未知信號在預定的積分週期的電平平均值成比例，輸出量用計數器指示。 ^[2] 

逐次近似法是一種高速技術，其工作方式與帶有一套二進制砝碼的實驗室天平類似，輸入量被一套按參考量分數值逐次減小的砝碼稱重。這套分數值由反映輸出寄存器中數碼的數-模轉換器產生。首先用最高位（1/2滿量程）比試，如信號小於最高位，這個代碼為“0”；如果信號等於或大於最高位，這個代碼為“1”，並存入輸出寄存器。如此繼續比試，直到最低位，每次或存入“0”，或存入 “1”。存入輸出寄存器中的數字碼就是模擬輸入信號的數字等價值。 ^[2] 

數－模轉換器把計算機運算後得到的數字信息轉換成為模擬量信息，用以輸出到控制系統的執行機構或顯示器。 ^[3] 

數－模轉換器的基本工作原理是：如接收的數字信號用D表示，參考信號用R表示，則產生的模擬輸出信號A=RD。式中D 所代表的數字永遠小於1。若以加權電阻數－模轉換器為例，每位只需要一個電阻和一個模擬開關。電阻的阻值為R、2R、4R、…、2R。電阻通過模擬開關接在參考電壓－UR與運算放大器相加點之間，模擬開關直接由輸入的數字信號控制。如數字信號為“1”，則開關把-UR/2電壓接通，產生I/2、I/4、I/8、…、I/2的電流，流入放大器的相加點。如數字信號為“0”，則該位沒有電壓。各電流相加後即轉換為模擬電壓。 ^[3] 

數－模轉換器可分為： ^[3] 

①並行數字－直流轉換器，有加權電阻式、加權電壓式、加權電流式和梯形電阻式等；

②串行數-模轉換器； ^[3] 

③數字－交流轉換器等幾類。 ^[3] 

轉換設備的主要指標為： ^[3] 

①轉換時間（轉換速度）；

②轉換電平； ^[3] 

③輸入阻抗；

④精度； ^[3] 

⑤分辨力；

⑥共模抑制比等。 ^[3]