什么是转换设备?

[拼音]：zhuanhuan shebei

[外文]：conversion device

完成模拟量信息与数字量信息相互转换的设备（见模-数和数-模变换器），分为模-数转换器和数-模转换器两类。

把各种模拟量信息（如压力、流量、温度、轴转动、电压等物理变量）经量化和编码转换为计算机可以处理的数字量的器件。它的基本工作原理是把输入的模拟电压与一系列数字电压相比较，一直到模拟电压与数字电压相等为止，然后输出代表此电压的二进制数。

模-数转换器可分为：

（1）直接模-数转换器（并行反馈式与串行反馈式）；

（2）间接模-数转换器(脉宽调制式、双斜率积分式、电压频率式)；

（3）高速高精度模-数转换器；

（4）超高速模-数转换器。

最常用的模－数转换方法是双斜率积分法和逐次近似法两种。双斜率积分法有较高的分辨力和较低的噪声敏感度，但工作速度较低。这种方法是将未知信号转换为与之成比例的时间间隔，在预定时间加以积分；然后，将积分器转接到参考输入，使反向积分从未知信号电平降到零电平。第二次积分过程的时间与未知信号在预定的积分周期的电平平均值成比例，输出量用计数器指示。逐次近似法是一种高速技术，其工作方式与带有一套二进制砝码的实验室天平类似，输入量被一套按参考量分数值逐次减小的砝码称重。这套分数值由反映输出寄存器中数码的数-模转换器产生。首先用最高位（1/2满量程）比试，如信号小于最高位，这个代码为“0”；如果信号等于或大于最高位，这个代码为“1”，并存入输出寄存器。如此继续比试，直到最低位，每次或存入“0”，或存入 “1”。存入输出寄存器中的数字码就是模拟输入信号的数字等价值。

把计算机运算后得到的数字信息转换成为模拟量信息，用以输出到控制系统的执行机构或显示器。数－模转换器的基本工作原理是：如接收的数字信号用D表示，参考信号用R表示，则产生的模拟输出信号A＝RD。式中D 所代表的数字永远小于1。

若

则

以加权电阻数－模转换器为例，每位只需要一个电阻和一个模拟开关。电阻的阻值为R、2R、4R、…、2nR。电阻通过模拟开关接在参考电压－UR与运算放大器相加点之间，模拟开关直接由输入的数字信号控制。如数字信号为“1”，则开关把-UR/2电压接通，产生I/2、I/4、I/8、…、I/2n的电流，流入放大器的相加点。如数字信号为“0”，则该位没有电压。各电流相加后即转换为模拟电压。

数－模转换器可分为：

（1）并行数字－直流转换器，有加权电阻式、加权电压式、加权电流式和梯形电阻式等；

（2）串行数-模转换器；

（3）数字－交流转换器等几类。

转换设备的主要指标为：

（1）转换时间（转换速度）；

（2）转换电平；

（3）输入阻抗；

（4）精度；

（5）分辨力；

（6）共模抑制比等。

根据使用对象的不同，转换设备有通用型、高性能型、高分辨力型、高速型等多种；分辨力可达到16位或更高（如18位），转换绝对精度可达满标值的0.025％或更高，转换速度可达十几纳秒。