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1、民航航管雷达数据分析和显示系统的研究与设计1、相关定义1.1、D/A转换器的基本概念信号处理最重要的功能之一是模拟和数字信号之间进行转换,系统的有些部分是处理模拟信号的,而另一部分是处理数字信号的,这就要求两种信号之间必须进行转换。D/A转换器是数模混合系统中的重要部分,它主要是起到将数字信号转换成模拟信号作用[30]。其广泛应用于数据采集、数字处理、自动测试和A/D转换器中。3.1.1D/A转换器的发展简史现代D/A转换器的思想萌芽最早出现在19世纪初发明的无线发报机中,它的基本原理是:首先把所有要发送的文字内容翻译成对应的数字电码,然后把这些数字电码按照码值的大小转换成长短
2、不一的模拟电波,并通过天线发射出去,接受端只需依据模拟电波持续的时间长度把电波翻译成相应的数码,即可获得正确的信息。这种把数字信号转换成一定长度的模拟电波的过程就是D/A转换的过程。此后相当一段时间,由于受到技术和需要的方面的限制,D/A转换器没有获得更大的发展。到了20世纪50年代,随着逐次逼近型A/D转换器的发展,现实意义的D/A转换电路才出现,但它在应用上还非常局限,仅仅是逐次逼近型的A/D转换器的一个组成模块,即参考电压发生电路。直到70年代,随着集成电路技术及各种应用技术的进步,以及在日益增强的市场需求的推动下,D/A转换器的发展才进入一个快速轨道。20世纪70年代早
3、期的单片D/A转换器主要由双极工艺实现,首吉林大学硕士学位论文26先是双极技术在70年代初已经得到发展,另外由于双极工艺比MOS工艺具有更大的跨导和更低的是失调,因而更容易达到高速和高精度。其中比较有代表性的是ADI公司的DAC1408,它集成了D/A转换器的核心模块,包括开关阵列和加权电阻,但是一些辅助模块,如参考电压、输出运放等仍然未被集成。随着CMOS工艺的出现,情况发生了改观。人们发现CMOS工艺具有更多适合于D/A转换器的优点,例如,它的低频时的电流增益几乎达到无限大,这一点在作为电流开关或电容开关时具有非常明显的优势,另外CMOS具有更高的集成度,因而更适合单片集成
4、。基于CMOS的独特优点,ADI公司于1974年推出了第一款单片CMOS多重的D/A转换器AD7520.这款芯片采用了R-2R结构,输出通过一个反相输入的运放实现电流/电压变换。进入20世纪80年代,伴随着集成电路技术和信息技术的发展,像所有的IC芯片一样,D/A转换器芯片也经历一个价格越来越低而性能和功能更加完善的发展过程。A/D转换器一般作为信息处理和通信系统对D/A转换器提出了更高的要求和挑战。在此背景下,一些国际知名的集成电路公司相继研制出一些高性能D/A转换器产品。其中比较有代表性的有ADI公司最近推出的1GHZ转换速率的AD9858,以及由40通道处理能力的AD53
5、80/5381等。3.1.2D/A转换器的转换原理DAC的输入是一个码字,它由数字信号处理系统产生的并行二进制信号组成[31]。利用基准电压,这些并行的二进制信号被转换成等价的模拟信号。它在系统中的功能如图3-1所示。尽管输出可以是电压或者电流,但大部分的DAC都是电压输出。吉林大学硕士学位论文27数字输入信号锁存器D/A器转换采样保持模输拟出设一个8位电压型DAC的输入码b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,参考电压为Vref,则其理想输出为:VOUT=KVREFD(3.1)012345672122232425262728D=b+b+b+b+b+b+b+b(3.2)
6、其中b0被称为”最高有效位MSB”,b7被称为”最低有效位LSB”。3.1.3D/A转换器的分类D/A转换器在总体上可以分为串行D/A转换器和并行D/A转换器[32,33]。由于串行D/A转换器在速度上的巨大缺点,现在我们主要应用的都是并行D/A转换器。并行D/A转换器可以分为电流按比例缩放DAC、电压按比例缩放DAC、电荷按比例缩放DAC。1、电流按比例缩放DAC通常将基准电压Vref转换成一组二进制加权电流。这些电流通常通过一个反相运算放大器来产生模拟输出电压Vout,如图3-2所示。它的输出电压表示为:Vout=?RF(I0+I1+I2+I3+...+IN)(3.3)图3
7、-1DAC的功能框图吉林大学硕士学位论文281.2、CCS编程中几个重要概念CCS汇编器产生的目标文件采用通用目标文件格式(COFF,CommonObjectFileFormat)。统一格式的目标文件为混合语言编程带来了极大的方便。段(SECTION)是COFF的基本单元,也是COFF文件中最重要的概念。一个段就是最终在存储器中占据连续空间的一个数据或代码块。目标文件中的每一段都是相互独立的。一般地,COFF目标文件包含3个缺省的段:text段,通常包含可执行代码,data段通常包含初始化数
