1，光學(xué)處理器中的模擬器件

https://cloud.tencent.com/developer/article/1678554

其中vector DAC將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎胧噶?#xff0c;optical core中MZI調(diào)制器的電壓由weight DAC進(jìn)行控制，而最終的信號由PD探測，經(jīng)過TIA放大，再通過ADC轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。DAC的位數(shù)決定了相應(yīng)的矩陣元或者矢量的精度。雖然矩陣計算通過optical core實(shí)現(xiàn)，但是它還需要外部模擬電路的幫助。整個系統(tǒng)中涉及到的模擬器件包括:

1) DAC?數(shù)模轉(zhuǎn)換器

2) TIA?跨阻放大器

3) ADC?模數(shù)轉(zhuǎn)換器

以下一一介紹這些器件。

A. DAC 數(shù)模轉(zhuǎn)換器

DAC, 顧名思義，就是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，如下圖所示，

（圖片來自https://medium.com/lightmatter/analog-interface-of-optical-processors-46c40f63b0e7）

N位的數(shù)字信號，對應(yīng)2^N-1個大小不同的模擬電平。DAC的主要性能指標(biāo)包括分辨率、最大工作頻率、建立時間、功耗等。Lightmatter采用的是中等精度、高速的DAC。

D/A轉(zhuǎn)換器基本上由4個部分組成，即權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電源和模擬開關(guān)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC中一般都要用到數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC，模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，簡稱ADC

B. TIA跨阻放大器

關(guān)于TIA, 小豆芽之間有篇筆記介紹過(跨阻放大器TIA簡介)。其主要作用是將探測器中產(chǎn)生的光電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?#xff0c;如下圖所示，

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C. ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器

ADC, 將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，如下圖所示，

模數(shù)轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過信號采樣、保持和量化、編碼這幾個步驟。信號采樣頻率每提高一倍，功耗會提高四倍。

ADC可分為直接轉(zhuǎn)換型和間接轉(zhuǎn)換型。直接轉(zhuǎn)換型，是指直接將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，而間接轉(zhuǎn)換型，是先將模擬信號轉(zhuǎn)換為中間信號，再轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。

ADC和DAC的技術(shù)指標(biāo)是相似的，主要有：

1）分辨率，即最小的模擬信號變化量，

2）轉(zhuǎn)換速率，即完成一次轉(zhuǎn)換所需時間的倒數(shù)，

3）線性度，

4）量化誤差等。

針對光學(xué)處理器這一特定應(yīng)用，需要選擇合適的DAC/TIA/ADC。Lightmatter的做法是選取低功耗、高速、中等精度的模擬電子器件。在傳統(tǒng)的光模塊中，同樣也需要這些模擬器件，只不過應(yīng)用場景不同，器件的選取側(cè)重點(diǎn)會有些差別。

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2，AD轉(zhuǎn)換器及其外圍電路設(shè)計

https://wenku.baidu.com/view/853dda2a02768e9951e7388c.html

3，(完整版)基于單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換電路與程序畢業(yè)設(shè)計論文

https://wenku.baidu.com/view/9e2ae355e55c3b3567ec102de2bd960590c6d935.html?rec_flag=default&fr=pc_newview_relate-1001_1-1-wk_rec_doc-1001_1-2-9e2ae355e55c3b3567ec102de2bd960590c6d935&sxts=1620459229713

AD轉(zhuǎn)換器外圍電路設(shè)計

https://wenku.baidu.com/view/d1d4fd547f1922791788e858.html

4，問題：AD轉(zhuǎn)換芯片內(nèi)置電壓源，同時有外接電壓基準(zhǔn)源接口，什么情況下用內(nèi)置的，什么時候用外接的？如果用內(nèi)置電壓基準(zhǔn)源，誤差有多大呢？

通常AD轉(zhuǎn)換器內(nèi)置基準(zhǔn)源精度不是特別高，在需要進(jìn)行高精度測量轉(zhuǎn)換時就要使用外置基準(zhǔn)電壓源。

答：回答這個問題前，先要理解電壓基準(zhǔn)的三個概念：
1、初始精度：如果初始精度1%，那么5V的電壓基準(zhǔn)，實(shí)際輸出可能是4.95-5.05。好的電壓基準(zhǔn)的初始精度一般是0.2%。
2、輸出噪音：這一點(diǎn)對高精度AD（比如16位，22位，24位，32位）尤其重要，好的電壓基
準(zhǔn)一般的輸出噪音都很低。
3、溫度漂移：就是輸出隨溫度的變化，這一點(diǎn)對工作在溫差變化大的AD尤其重要。好的電壓
基準(zhǔn)溫漂就是幾個ppm每攝氏度。
因此，很難說用外部還是內(nèi)部電壓基準(zhǔn)好，要綜合考慮。比如ADS1218的內(nèi)部電壓基準(zhǔn)就很
好，比一般的電壓基準(zhǔn)（例如MC1413）好的多，但是弱于LT1019。
可以這樣說吧，低精度（低于14位）的使用內(nèi)部參考和外部參考差別不大，高精度AD要是想取得極高分辨率，芯片公司一般建議使用外部高檔的電壓基準(zhǔn)。

請問一般單片機(jī)芯片的AD腳的AREF引腳需不需要接一個5V電源？還是說它里面已經(jīng)本身有基準(zhǔn)電壓了？

一般單片機(jī)芯片的AD腳的AREF引腳不需要接一個5V電源，因為如果在AREF引腳上接一個5V電源作為基準(zhǔn)電壓，如果5V電源有波動就會造成很大的麻煩。

確實(shí)，里面已經(jīng)本身有基準(zhǔn)電壓了。帶AD的單片機(jī)內(nèi)部肯定會給提供一個基準(zhǔn)電壓，或者給一個基準(zhǔn)電壓輸入引腳AREF去連接外部基準(zhǔn)源。如果把AREF直接連VCC，那是很不靠譜的

AVR單片機(jī)，是自帶基準(zhǔn)源的，在使用ADC的時候你要選擇ADC使用的參考電壓類型：內(nèi)部參考電壓、AVCC或者加在AREF引腳上的外部參考電壓。你看ADCMUX寄存器的RESF1和RESF0位的組合

有內(nèi)部基準(zhǔn)的話一般用內(nèi)部基準(zhǔn)，如果用外部基準(zhǔn)的話有時候電容的濾波效果不好，電壓不穩(wěn)，很容易照成轉(zhuǎn)換后的值不準(zhǔn)確。

不接，默認(rèn)的基準(zhǔn)點(diǎn)壓就是vcc。

如何得到基準(zhǔn)電壓源？

提供一個參考電壓的，比如ADC和DAC都需要一個參考作為基準(zhǔn)，這個基準(zhǔn)電壓對紋波，精度，漂移都很高，所以通常可以用基準(zhǔn)電壓芯片來提供。

在額定工作電流范圍之內(nèi)，基準(zhǔn)電壓源器件（芯片）的精度（電壓值的偏差、漂移、電流調(diào)整率等指標(biāo)參數(shù)）要大大優(yōu)于普通的齊納穩(wěn)壓二極管或三端穩(wěn)壓器，所以用于需要高精度基準(zhǔn)電壓作為參考電壓的場合，一般是用于A/D、D/A和高精度電壓源，還有些電壓監(jiān)控電路中也用基準(zhǔn)電壓源。

IC引腳標(biāo)“基準(zhǔn)電壓 ”，有3種情況： 1.給該IC輸入一個已知的，精確的電壓，供該IC內(nèi)部電路作為標(biāo)準(zhǔn)源。 2.該IC輸出一個已知的，精確的電壓，供該IC外部電路作為標(biāo)準(zhǔn)源。 3.該IC輸出一個已知的，精確的電壓，經(jīng)外部電路分壓得到另一個已知的，精確的電壓，再送到該IC另一引腳，供該IC內(nèi)部電路作為標(biāo)準(zhǔn)源。具體情況到底是什么，要查該IC的資料。

如何選擇基準(zhǔn)電壓源？

基準(zhǔn)電壓源主要有兩類：分流和串聯(lián)

https://xueqiu.com/4463035516/134535362

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的1) DAC 数模转换器 2) TIA 跨阻放大器 3) ADC 模数转换器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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