数码音频数模转换详解Word文件下载.docx

1、一组脉冲为101000000001（每个0/1维持1秒，一共12个0或者1，一共维持12秒），那么DA把它首先解读为4位一组的模拟信号1010，0000，0001，然后把他们分别还原为4秒的10V，4秒的0V，4秒的1V。 o_g_0;A_ _?B_* 也就是说，我将深入底层的讲解下面这张图是如何通过电路实现的： U,_jb$Sq7 7/:CJ4GTN ;_hcOD4_or Fhr_5_）Z 有些眼尖的朋友，可能会跳出来问，你的时序图，DA后模拟输出流，是否画的不对？为何看起来要比数字脉冲流拖后4秒？ 这是有原因的：4秒是理论上的最低延迟，实际上还不止4秒！ 原因我会一步一步将给你听，而且画给

2、你看！ n_!Dy-）!O （/oHj3N _HF_|mL_ 进入第二天的课程，今天我为各位讲解的是： ob&d_.XZ 1） DA的逻辑过程图。 ,yE#_cTgQ 2） DA电路组的分块设计图和解释。 hS?pc_F 3_2_3zR*m n_ B5:X 不过，上面的废话并没说错。 只是，说起来简单，做起来难！ -F-RWsyS_ N 9.$-XD 仔细想想，然后你会体会到（实际上还不是我讲给你听的？！） _T_z_oC8h_8_l 1）DA首先要把一个连续的数码脉冲101000000001 很“巧妙”的解读出第一组4位的二进制数字1010 （用专业一点的话来说，这叫做串行转并行- 应该很形

3、象了-好比你吃一串烤羊肉，一块肉一块肉的吃觉得不爽，按就把羊肉取下来，4块一组排好放在手上再一口吃掉。）执行这任务的是位移寄存器。 n0nvp?7bJ Xc-A_ 2） DA随后要把1010 这组数字运算还原成一个虚拟意义上的“10” （1012的3次方0X2的2次方1X2的2次方0X2的1次方）。 _wU9H_=w_ /Y_yimG7 3） 然后，这个虚拟意义上的“10”将除以16，再乘上一个参考电压（假设为16V），最终出来的结果是（10/16）*16=10V ;T9u$4_ _BA Gr&_）5_hm$ 根据上面的这5个步骤，现在你们应该可以很清楚的理解下面这张逻辑图。 CT_Neh%K

4、;xw_6VN_t ! H,p$i b3zx_iq x F_8N_$H z*6FM_! 累了，歇一下。几个名词也逐渐出来了，比如位移寄存器。 （不懂不要紧，我慢慢讲） _; q_Q*_ p eBRa_60 L,Uz:_J 记住：今天我会讲完第一步，讲完串行转并行和位移寄存器的电路原理。 $_GMvaG RqON_Vyt_x （oUh:w.Gw S_Q#nQ&$ kw M1f=!-_ _ _ Cu, 在讲解串行转并行和位移寄存器之前，我必须引入另一个新的名词：“触发器”。我很讨厌那些装B的人，引入一个名词，然后不做任何解释的放在那里； 当然，我也很讨厌那些新名词，我肯定要把它用你们能够理解的话解

5、释一遍。 _kZ:# z_G|#_= T 我尽量不引入名词，但是“触发器”这东西，对于位移寄存器来说，非常关键，所以我不得不引入它，然后做个解释。 G|_LJOq7QB gE+_w_/X 触发器有很多种类，我现在要讲解的，是最基本的一种触发器：边沿触发器。 L+_|-LS_ 9 _vS请看下图： _4kr_! Af zfB_aB_0P _f_t）_e3Gf 它有两个输入口（输入电压，控制脉冲）和一个输出口（输出电压）。它的工作原理相当于一个开关。 当控制脉冲（也就是时钟脉冲）到达的时候，触发器就会把当时瞬间的输入电压直接传输到输出电压口上，并且，保持这个输出电压不变（一直等于当时瞬间的输入电压

6、），一直等到下一次时钟脉冲的到来。 从这个时钟脉冲到下个时钟脉冲之间的那个间隔1秒内，不管输入电压怎么变化，输出电压不变。 （U GmbRf_&D$vP&7pOr4 K;Na_iRP#k 似乎说得乱七八糟而且看起来没什么作用， 但是当你把4个触发器象我这样连接起来的时候-位移寄存器诞生了！ _$1Z_F k_w by *_R ywl7bU-_f _N_W*qw_ q 下面，我就要来讲解这个位移寄存器的工作原理。 B_;6N.X（K （4 6S* 很枯燥的过程，麻烦你别看错了。 -g6C;_y5d_D L+VvO%_cT 第1秒：哈哈，事情发生了。时钟脉冲来了，啪的一下，最右边那个触发器打通了了

7、，刚好此时输入的数字脉冲1010的第一位1到达最右边那个触发器的输入口！于是最右边那个触发器的输出口也变成了高电压1。此时你去读第一位第4位，哈哈，你可以读到了0001。 ._ vDA k_V_9q;* 第2 秒：因为最右边那个触发器的输出口接到了右边倒数第二个触发器的输入口，所以第二个脉冲过来的时候，呵呵，输入到最右边那个触发器的是1010中的第二位 0因此此时最右边那个触发器的输出变成了0；输入到右边倒数第二个触发器的则是来自上一个时钟脉冲时刻的最右边那个触发器的输出1，所以此时右边倒数第二个触发器的输出为1。所以，此时你去读第一位 第4位，哈哈，你可以读到了0010。 -J_j_JN.

8、_#_!n）,3_ 第三秒：依次类推，否则还以为我在偏稿费哈。 此时，你应该读到0101。 Z_GHh!D_s;gqb_d$_ 第四秒： 欧米托佛，终于读到了完整的1010， 哈哈哈哈，终于实现了第一位第4位这4个输出位并排排成了1010这就是一连串的1010变成一整排的1010的过程。 _O_NkHHy_T _1p_6_U7 恍然大悟了么？ YyZw2_MTi $7 _08!6a=Y_fma 时序图我就懒得画了，有兴趣的朋友自己去画出来，只是别骂我不会画即可。 i7m=V_ T_ Nk_（_ 8K_ P_9 RIX;A= 我接下来要讨论的是一个比较深奥的东西： A/_xW_e KFE_.*Z

9、4 第1， 2，3，4秒，我们分别读了4次位移寄存器的输出位，分别是0001，0010，0101，1010，实际上前三秒读出来的都是错误的，仅仅第4秒读出来的是正确的。 那怎么办？那怎么办？寄存器在3/4的时间里给出来的结果都是错误的啊！那核心DA运算电路根据寄存器提供给他的输入（4位一排的数字），肯定有三分之四的时间里只能得出错误的结果啊。 l_ wrU_ 5GCT&c_QR 不错，你发现这个存在大量错误的现象，是因为你大脑牛B！电路不是你大脑，他根本不懂得什么0还是1，所以他根本不知道自己的错误。 p:hzLat_ r*Xq|L+ _E_f1R? 但是！此刻，时间脉冲起到了作用 （别告诉我

10、时间脉冲发生器能这么牛B，能象你大脑那样能判断错误），人类设计了一类巧妙的电路，使得DA电路克服了这个错误-听起来很神奇，我当然会讲解的，只不过在比较后面的地方讲）。 _qrSJ=t_ 86xq#+_Uw _3s p_ 反正，现在已经解决了“DA首先要把一个连续的数码脉冲101000000001 很“巧妙”的解读出第一组4位的二进制数字1010 ”这个问题，虽然他还不是很完善，只会在25%的时间内正确。 w_XcC_ar） hSZ0_ _/ 同意我么，朋友。？ l_Mc_ W_lVC_0&_YJ6_ K+ 今天的讲解到此结束，明天我继续讲解DA核心运算电路：“T网”，它是如何根据这个寄存器给他

11、的一排的4位数字（先不管这4位数字是对还是错）来推算出一个模拟电流输出的。 _U78_） * koP:fT DY_?_Y%_ 算了，乘现在有空，继续讲讲吧（明天我休息下，处理下单位里的事情，后天最终给帖子结尾）。 _o_t+G/M $_lciD32, DA运算电路很多种类，今天我就取X水一瓢讲讲吧，讲就讲现在应用范围最最广泛的T型DA电路吧 （或者称他为倒T型电路）。 赫赫，为什么称它为T型电路，我也不知道，只不过它的样子确实像T。 （T型电路是高中物理奥赛的基本题目，真是太基本的.只不过那时候老师没有告诉你他能做DA，哈哈）： =35_k-V_S 0R_*_ 还是严肃一点，这一部分涉及到基本

12、的电路知识，懂的朋友可以一目了然，不懂的朋友，我就很难保证了。 U=I*R,这个总得懂吧？2个R电阻并联后变成R/2的等效电阻，这个总得懂吧？ _S3m wphN%d+g d#!,P5 呵呵，这里面是有数学原理的，看看那些分流的电流，I/16, I/8，I/4，I/2，你们清楚了为什么这个T电路能够很好的执行4位的DA任务了么？ |_9%vtbM _2_p _K 我不是不想写一个证明，这对我来说太EASY了，只是，电脑打字不好打公式，hoho。 D+lzISpe_ _J73_ 你也可以自己推算下来证明这个电路： _ &BE*U8_ q4s_zDYO2 如果输入的时钟脉冲是1010 （换成10进

13、制应该是10），那么红线上的电流是：I/2+I/8=（10/16）I，此时输出电压=（10/16）I*R=（10/16）*（16V/R）*R=10V。 9ZlRYn_c= G&*5W_ 如果输入的时钟脉冲式1011（换成10进制应该是11），那么红线上的电流是：I/2+I/8+I/16=（11/16）I，此时输出电压=（11/16）I*R=（11/16）*（16V/R）*R=11V。 +E_jH9;gx S_xM_my 反正从0000到1111，最多也就16种输入的脉冲流，所以你有兴趣全部试一遍也没多少时间， o7 t_- L Aq674_ RnC96;R. 只不过，现在你们看到了吧，T电路准

14、确无误的执行了DA任务！ X_8j y|_X/3w 后天继续了。 下面还有精彩的。DA漫漫路走了快2/3了，呵呵。_M,PI!B 29_Ep _ 后天我就要讲解，一个完整的4位DA电路是如何处理3/4时间里的错误输出的。 _K4m）BY S_. my _j _:_fy nYp_*t C 今天是扫尾阶段，我们将要讲述一个遗留的问题：一个完整的4位DA电路是如何处理3/4时间里的错误输出的。ua_WRQr u_eI1O/Mi 为何把这个问题放到最后讲，实际上是因为我愚蠢的大脑固化思维所导致的一个错误。 我一直认为这个由位移寄存器所带来的3/4时间内的错误如果放在最后的环节来解决是最方便的，没必要在

15、电路初始阶段关注这个错误。 v C,53_g_ ?KTw8_j_ 116楼的朋友曾提及了在开始阶段就可以消除这个错误（虽然他说得不对，他认为是1/8的时钟脉冲即可），可是我还是非常固执的否定了这个想法，实际上，是我错了。 （K_ NOa5_ _Dsq_6 l 今天中午吃饭的时候，我突然意识到要解决这个问题简直是易如反掌。 _$glt%_a d_6_rtG 实际上，把位移寄存器的每个输出位和T电路输入位之间接一个触发器，再用4倍（或者称之为1/4频率）也就是4秒为单位的时钟脉冲来推动，即可解决这个问题了。加上如下图紫色部分的这4个触发器和一个4倍的时钟脉冲后，这个纠错电路的输出就能做到一直输出正

16、确的4位数字，同时保持4秒钟。 于是，到达T电路前的4位数字将会没有任何错误存在。 （_D_h_?t#ABsVK 这个纠错电路的时序图我不想画了，想想也应该清楚。 Hoqk_:O- 8_bf_W3 4倍时钟脉冲电路（或者说是1/4变频电路）我也不去画了，一个类似与2位计数器的基本电路，时序如下第一秒00，第二秒01，第三秒10，第四秒11 ，第四秒的这个时刻，这两个“1”“1”做与运算，输出一个脉冲“1”。理解？ FYwMm_b 3 R_gstk/_1 OK，废话不说了，最终图放上。 31VDlcn E _.q_d_/ft2 _Np2I*l6W c+B_D3_7S F_.rNh44 希望认真看完此文的朋友们，能够很清楚的知道一个最简单的4位的DA电路的原理所在。 |_6V+/? _gqGU zJc_pt 感慨： 有时候，思维的固化是最可怕的敌人。我就是这类人。 X*Es.;_|x _&g;=#I 实际上，做硬件的工程师，是根本没有必要去解剖一个一个芯片的，文章的真正目的是，通过分析DA的电路： =_DQX_ aAbK=/y_! 1）让你真正体会到数电/模电的精神 !eK_q?Pj *2Tlp_l_ 2）让你欣赏到一个成熟电路所蕴含的人类的智慧的魅力。