视频速度模数转换器 _生活百科

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视频速度模数转换器【视频速度模数转换器】视频速度模数转换器（video-speed AD converter）是指针对视频速度将模拟信号转变为数位讯号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数位讯号。由于数位讯号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标準，比较常见的参考标準为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。
基本介绍中文名：视频速度模数转换器
外文名：video-speed Analog Digital converter
涉及学科：信息科学
实质：模数转换器
又称：视频速度A/D转换器
缩写：VADC
转换器基本概念真实的世界是模拟的世界，随着积体电路设计技术和製造工艺的进步，信号的处理越来越多的以数位讯号的方式进行，数字电路处理信号的速度越来越快，精度也越来越高，模数转换器(Analog Digital Converter)和数模转换器(DigitalAnalog Converter)是连线模拟世界和数字世界的桥樑，数字电路处理速度和精度的日益提高对转换器的要求也越来越高。从图可以看出模数和数模转换器在信号处理系统中所处的位置。以视频信号的处理流程为例进行简单的说明:1.通常感测器会先感应，将自然的光影像转化为模拟信号输入。
2.转化得到的模拟信号会先进行放大，为了避免信号的高频干扰成份在模数转换后折射到低频区域，模拟信号会先进行抗混叠滤波(Antiabasing filter)，再进行模数转换。
3.滤波后的模拟视频信号通过ADC变成数字视频信号，数字视频信号可通过数位讯号处理电路进行滤波/图像处理/压缩的动作。
4.当需要将该视频信号输出时，将数字电路处理过的视频信号先经过数模转换器转化为模拟信号，由于数模转换器直接输出的信号仍然带有时钟台阶(step)，所以会再经过光滑滤波器(smooth filter)后再输出。
5.通常模拟视频接口包含CVBS接口，VGA接口以及YUV接口。

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模数转换器简介模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数位讯号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数位讯号。由于数位讯号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标準，比较常见的参考标準为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。回响类型大多数模拟数字转换器的回响类型为线性，这里的“线性”是指，输出信号的大小与输入信号的大小成线性比例。一些早期的转换器的回响类型呈对数关係，由此来执行A-law算法或μ-law算法编码。误差模拟数字转换器的误差有若干种来源。量化错误和非线性误差（假设这个模拟数字转换器标称具有线性特徵）是任何模拟数字转换中都存在的内在误差。也有一种被称作孔径错误（aperture error），它是由于时钟的不良振荡，且常常在对时域信号数位化的过程中出现。这种误差用一个称为“最低有效位”的参数来衡量。採样率模拟信号在时域上是连续的，因此可以将它转换为时间上连续的一系列数位讯号。这样就要求定义一个参数来表示新的数位讯号採样自模拟信号速率。这个速率称为转换器的採样率或採样频率。可以採集连续变化、频宽受限的信号（即每隔一时间测量并存储一个信号值），然后可以通过插值将转换后的离散信号还原为原始信号。这一过程的精确度受量化误差的限制。然而，仅当採样率比信号频率的两倍还高的情况下才可能达到对原始信号的忠实还原，这一规律在採样定理有所体现。由于实际使用的模拟数字转换器不能进行完全实时的转换，所以对输入信号进行一次转换的过程中必须通过一些外加方法使之保持恆定。常用的有採样-保持电路，在大多数的情况里，通过使用一个电容器可以存储输入的模拟电压，并通过开关或门电路来闭合、断开这个电容和输入信号的连线。许多模拟数字转换积体电路在内部就已经包含了这样的採样-保持子系统。混叠所有的模拟数字转换器以每隔一定时间进行採样的形式进行工作。因此，它们的输出信号只是对输入信号行为的不完全描述。在某一次採样和下一次採样之间的时间段，仅仅根据输出信号，是无法得知输入信号的形式的。如果输入信号以比採样率低的速率变化，那幺可以假定这两次採样之间的信号介于这两次採样得到的信号值。然而，如果输入信号改变过快，则这样的假设是错误的。如果模拟数字转换器产生的信号在系统的后期，通过数字模拟转换器，则输出信号可以忠实地反映原始信号。如经过输入信号的变化率比採样率大得多，则是另一种情况，模拟数字转换器输出的这种“假”信号被称作“混叠” 。混叠信号的频率为信号频率和採样率的差。例如，一个2千赫兹的正弦曲线信号在採样率在1.5千赫兹採样率的转换后，会被重建为500赫兹的正弦曲线信号。这样的问题被称作“混叠” 。为了避免混叠现象，模拟数字转换器的输入信号必须通过低通滤波器进行滤波处理，过滤掉频率高于採样率一半的信号。这样的滤波器也被称作反锯齿滤波器。它在实用的模拟数字转换系统中十分重要，常在混有高频信号的模拟信号的转换过程中套用。儘管在大多数系统里，混叠是不希望看到的现象，值得注意的是，它可以提供限制频宽高频信号的同步向下混合（simultaneous down-mixing，请参见採样过疏和混频器）。数模转换器性能参数数模转换器的性能包含静态性能、动态性能和瞬态性能。静态性能包含失调误差(offset errors)、增益误差(gain errors)、积分非线性(Integral NonLinearity，即INL),微分非线性(Differential NonLinearity，即DNL)、以及单调性(Monotonicity);动态性能包含信噪比(SNR)、信噪失真比Signal to Noise and Distortion Ratio，即SNDR),有效位数(Effective Number of Bits)、以及总谐波失真(Total Harmonic Distortion,即THD ) ;瞬态性能包含建立时间(settling time)和毛刺能量(Cllitoh energy，下面分别介绍每个性能参数的含义：1.失调误差:实际数模转换器和理想数模转换器输出存在固定的偏移，偏移量以LSB来表示，如图，失调误差=0.3LSB。