原创 D／A转换器输出波形的尖峰消除方案

1　引　言
Ay2BY6^1M43858　　在单片机应用系统设计中，常用到模拟输出，数模转换器就是一种把数字信号转换成模拟电信号的器件。其基本要求是输出电压V₀应该和输入数字量D成正比，即：电子园51单片机学习网 g\"h$v#]#G;q
 
'LZD&NI V]43858每一个数字量都是数字代码的按位组合，每一位数字代码都有一定的“权”，对应一定大小的模拟量，为了将数字量转换成模拟量，应该将其每一位都转换成模拟量，然后求和即得到与数字量成正比的模拟量。一般的数模转换都是按这一原理设计的。
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2　尖峰产生的原因
/tsq8y-|P.U`43858　　尖峰是输入数码发生变化时刻产生的瞬时误差。 有些地方也称为“毛刺”。尖峰的持续时间虽然很短（一般在数十毫微秒数量级），但幅值可能很大。在有些应用场合下，必须采取措施加以避免。电子园51单片机学习网1c oN$]w cU)Y
　　产生尖峰的原因是由于开关在换向过程中，“导通”延迟时间与“截止”延迟时间不相等所致。若模拟 开关电路“截止”延迟时间较短，“导通”延迟时间较长，而D／A转换器的输入数字量逐一增加时，可能出现图1所示的尖峰波形。

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　　例如，当输入码由011…11变到100…00，实际上只增加了1 LSB，由于开关电路对1变0比0变1响应要快，结果在转换的短暂过程中出现过000…000状态，使模拟输出向下猛跌，造成一个很大的尖峰误差。当然，实际的尖峰大小还决定于电路中各元件的响应速度和寄生参数的影响。但是，凡是有1变0的时刻，都可能产生尖峰，而且发生的位数越高，尖峰的幅值一般也越大。
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3　消除尖峰的几种方案
2z:["w?9dcez43858　　由于尖峰出现的幅值和出现的时刻不是周期性的，故不能采用简单的滤波方法完全去掉。要克服尖峰干扰信号的影响，主要有以下几种方案：
$j.IH:F-`d43858　　（1）可以在输出端加接一个小电容以吸收干扰。电子园51单片机学习网*W?#ca.}~^+g R
　　（2）采用先锁存数字信号，后进行加法运算。电子园51单片机学习网e4p'i;Bd{
　　以上2种实际上是以牺牲变换速度来消除尖峰信号的影响。电子园51单片机学习网 uX Mn2a

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　　（3）外接一种消峰电路，能有效地去除尖峰，其电路由一个单稳触发器和一个快速采样／保持器组成。每当输入数据被锁存的同时，单稳态触发器也触发而产生“保持”信号，使采样开关S断开，采样保持器处于“保持”状态，持续时间t_H可以调整到等于D／A转换器的建立时间t_S，这样，尖峰时刻正好落在采样开关S断开期间。当D／A输出已稳定在新数据所对应的模拟输出时，S才导通。虽然保持电路本身也要有一般过渡过程t_a，但输出电压已完全消除了尖峰影响。
,t1zmay/mSq43858　　该外接消峰电路工作原理图如图2所示。电子园51单片机学习网"W8~X%^`+W%t
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4　结　语电子园51单片机学习网d F%q!?+fy;a
　　以上几种消除尖峰的方案，均能有效地消除尖峰，但方案1和方案2会使变换速度减弱，所以在单片机应用系统设计中，常用后面的方案来消除尖峰。电子园51单片机学习网vu Jk;oV'x
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