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理想的线性D/A转换器，其输入与输出电路是相互隔离的，而且不接地。它的噪声为0，当数字输入为0时 ，模拟输出也为0，并目对应于一个确定的数字输入，有一个确定的输出电流（或电压电平）。
当数字输入发生单位码变化时，模拟输出的变化是等间距的，电流输出型其输出阻抗应为无限大；电压输 出型其输出阻抗应为0。当输入数码变化时。模似量的变化速率是无限大。此外，转换器的转换特性应不随 时间、温度、电源电压而变，所有转换器的误差应为0。
实际的D／A转换器不可能具备这样的特性，因此，需要通过一些参数的测量来衡量它们性能的优劣。所有 参数基本上可分为静态参数和动态参数两大类，下面将从这两个方面对D/A转换器的部分主要性能参数进行 简单介绍。
1．静态性能参数
（1）精度。
精度是转换器实际转换特性曲线与理想转换特性曲线之间的最大偏差，其单位通常用满量程范围FS的百分 数（％FS）或LSB表示。所谓理想转换特性曲线，对于D/A转换器来说，就是连接理想转换器特性上正、负最 大输出点的直线。精度分为相对相度和绝对精度在，0点和满量程值校正以后测得的精度为相对精度，否则 为绝对精度一般参数表中给出的为相对精度，绝对精度由于受时间和温度影响较大，因此很难给出特定的值 。
（2）分辨率。
分辨率有不同的定义方法。一种D/A转换器的分辨率的定义是D/A转换器模拟输出电平可能被分离的数目， 例如：一个二进制转换器，数字输入的位数为N，则其分辨率理论值为
；另外一种把D/A转换器输出电平被分离的最大级数的倒数定义为D/A转换器的分辨率。分辨率可以用能处理 数码的位数来表示，也可以用它的总码位数相对于满度值的百分比（1/2％）来表示。
由于噪声、温度和时漂等因素的影响，转换器的分辨率有时要小于理论值。例如一个12位转换器在某一温 度范围内可能只有10位的实际分辨率，D/A转换器的实际分辨率受到它的相对精度的限制，但是分辨率并不 限制精度。
分辨率也能反映转换器的动态特性，信号的动态范围要求较严格，其分辨率也要求较高。
（3）误差参数。
D/A转换器在静态时主要有4种误差，即失调误差、增益误差、线性误差和微分线性误差。
失调误差是指数字输入为0时，其模拟输出与理想值之间的偏差。它可以用LSB为单位进行描述，也可以用 此偏差值相对于输出满度值的百分比来表示，对于单极性的转换器，此理想值应为0。
例如，图1中，失调误差为2LSB，或是满度值的0.2B6。D/A转换器的初始失调都可以被调节为0，但是失调 随温度变化的影响是无法消除的。
增益误差（也称为满度值误差）是指转换器的输出与输入之间的传输特性曲线的斜率。当转换器的失调误 差调节为0时，它的增益误差就是满度值误差。
例如，图2中，当它的数字输入从110变化到Ill时，其模拟输出与其理论值之间的偏差就是它的增益误差 ，值为
。
增益误差是可以调节的，例如，在D/A转换器中，当参考输入存在偏差时，转换器的满度值将发生偏差， 即产生了增益误差。这并非由于组件的不匹配引起的，因此，可用外接组件进行适当调节。
线性误差（也称为相对精度或线性度），是指转换器的实际传输特性曲线与它的平均传输特性曲线（通过 端点值的平均线）之间的最大偏差，如图3所示（0点与满刻度值均己校准）。该误差量是用模拟量的偏差来 表示的，也可用绝对值或百分数表示。
图1 失调误差示意图 图2 线性误差示意图 图3 线性误差示意图
转换器的线性误差与转换器的内部组件的匹配性或线性特性等因素有关。在单片集成转换器中，这是不能 被调节的参数
微分线性误差（或微分线性度）是指任何两个相邻数码间隔所对应的模拟量间隔（称为步长）与标准值之 间的偏差。若这个步长为1LSB，则该转换器的微分线性误差为0，否则就称它存在微分线性误差，用公式表 示为：
式中ε是微分线性误差，Δe为实际的模拟量步长，Δen为标准值。
（4）尖峰。
这是指D/A转换器的数字输入速度变化时，其模拟输出中可能出现的尖峰波形，在高速D/A转换器中要求此 尖峰信号越小越好，这个参数将影响转换器动态工作时的精度。
2．动态性能参数
（1）建立时间。
它是描述D/A转换器特性的一个重要参数，包括转换器输出满量程变化建立时间以及输出幅度为1LSB时的 建立时间。
（2）数模转换器（D/A）。
数模转换器可以将数字信号转换成模拟信号，提供给计算机等数字设备。在当今数字化社会中应用极其广 泛。下面首先从基本原理入手，介绍数模转换的过程，然后结合具体的ADC介绍其工作原理。
（3）采样定理。
模拟信号之所以能够被数字设备所处理，正是因为采样定理为其提供了理论基础。对于个带宽限制在0～ 殇的模拟信号‰，为了保证采样后的信号不丧失原信号的特性，采样预率应大于或至少等于信号截止频率的 2倍，即：
（4）采样方式。
实时采样和等效时间采样是两种基本的数字化采样方式。实际应用的较多的是实时采样，实时采样中又分 为定时采样和定点采样。采样开始后，数模转换器按照定的时间间隔不断对信号进行采样，这种方式叫做定 时采样。定点采样又称为变步长采样。这种采样方法不论被采样信号的频率是多少，在一个信号周期内均匀 采样的点数总为一正定值。
量化电平定义为满量程电压值（满度信号值）UFSR与2的n次幂的比值，其中N为数字
信号X，的二进制位数。量化电平一般用o来表示，因此有：
图4所示为模拟信号凡的量化过程及量化误差，图中的量化电平相同，均为Q，可是两者的量化误差却不同 ，主要原因是两者在量化过程中处理的方法不同。图5（a）中，当0≤X时，Xb=0000；当Q≤Xa ＜2Q时，Xb ＝0001，依此类推。其量化误差e在0～－Q之间， 即：
转换器的线性误差与转换器的内部组件的匹配性或线性特性等因素有关。在单片集成转换器中，这是不能 被调节的参数
微分线性误差（或微分线性度）是指任何两个相邻数码间隔所对应的模拟量间隔（称为步长）与标准值之 间的偏差。若这个步长为1LSB，则该转换器的微分线性误差为0，否则就称它存在微分线性误差，用公式表 示为：
式中ε是微分线性误差，Δe为实际的模拟量步长，Δen为标准值。
（4）尖峰。
这是指D/A转换器的数字输入速度变化时，其模拟输出中可能出现的尖峰波形，在高速D/A转换器中要求此 尖峰信号越小越好，这个参数将影响转换器动态工作时的精度。
2．动态性能参数
（1）建立时间。
它是描述D/A转换器特性的一个重要参数，包括转换器输出满量程变化建立时间以及输出幅度为1LSB时的 建立时间。
（2）数模转换器（D/A）。
数模转换器可以将数字信号转换成模拟信号，提供给计算机等数字设备。在当今数字化社会中应用极其广 泛。下面首先从基本原理入手，介绍数模转换的过程，然后结合具体的ADC介绍其工作原理。
（3）采样定理。
模拟信号之所以能够被数字设备所处理，正是因为采样定理为其提供了理论基础。对于个带宽限制在0～ 殇的模拟信号‰，为了保证采样后的信号不丧失原信号的特性，采样预率应大于或至少等于信号截止频率的 2倍，即：
（4）采样方式。
实时采样和等效时间采样是两种基本的数字化采样方式。实际应用的较多的是实时采样，实时采样中又分 为定时采样和定点采样。采样开始后，数模转换器按照定的时间间隔不断对信号进行采样，这种方式叫做定 时采样。定点采样又称为变步长采样。这种采样方法不论被采样信号的频率是多少，在一个信号周期内均匀 采样的点数总为一正定值。
量化电平定义为满量程电压值（满度信号值）UFSR与2的n次幂的比值，其中N为数字信号X，的二进制位数。量化电平一般用o来表示，因此有：
图4所示为模拟信号凡的量化过程及量化误差，图中的量化电平相同，均为Q，可是两者的量化误差却不同 ，主要原因是两者在量化过程中处理的方法不同。图5（a）中，当0≤X时，Xb=0000；当Q≤Xa ＜2Q时，Xb ＝0001，依此类推。其量化误差e在0～－Q之间， 即：
图4 模拟信号Xa的量化过程及量化误差
而图5（b）中，当-Q/2≤Xa≤Xa/2时，Xa＝0000；当Q/2≤Xa≤3Q/2时，Xb=0001）依此类推，其量化误差 e在-Q/2～Q/2之间，即：
从图中可以看出图（b）偏置了Q/2。由式（3．19）、（3．20）、（3．21）可以看出量化误差与数字信 号的二进制位数N有关，N越大，则量化误差越小。然而，数模转换器的位数也不能无限地提高。因为随着位 数的增加，转换所需要的时间也相应增加，这样就限制了采样频率的提高。
量化误差还与被量化的信号本身有关，信号越大其量化误差越小，反之亦然，这里的大与小是相对于满量 程电压值而言的，即越接近于满量程电压值越大。所以在工程应用中，通常选择与实测信号幅度相近的值作 为其满量程电压值。
数模转换器根据极性来划分，可以分为单极性和双极性两种。在单极性二进制编码中常采用直接二进制编 码和互补二进制编码。表1所示为满量程电压值为10V时的16位单极性二进制编码表。
表1 16位单极性二进制编码表
对于直接二进制编码，其输出电压表达式如下：
其中，Vout是输出电压；VFSR是满量程电压值；N是数模转换器的字长；an是二进制各位，可以取0或1。由 此公式可以看出，如果N＝∞，且an＝1（n＝1，2，…N），则Vout＝VFSR。对于一个有限的位数N，最大输 出电压Vmax总是比VFSR小，其值由下式确定：
而Vmin的值为an＝0（n＝1，2，…N）时的值，即Vmin＝0。
例如，对一个满量程电压值10V的16位单极性转换器，在直接二进制编码下，其Vmax和Vmin分别为：
在双极性方式下，数模转换器也有多种二进制编码格式。表2所示为4位双极性二进制编码表，下面对表中 所示的4种编码格式进行介绍。
表2 4位双极性二进制编码表
偏移二进制编码方法用0000表示－FSR，1000表示0，1111表示FSR-LSB。即将原来代码表示的电压范围由0 ～＋FSR扩展到－FSR～－FSR-LSB。数模转换器的字长不变，但其精度有所下降。输出电压表达式及Vmax和 Vmin如下：
对于一个满量程电压值为10V的16位双极性偏移二进制转换器，其Vmax、Vmin分别为：
数模转换器是数据采集设备的核心器件，但它也需要其他器件的配合才能组成功能完善、精度较高的数端 采集设备。其中，模拟多路开关（MUX）、测量放大器（IA）、采样保持电路（SHA）都是十分重要的器件， 模拟多路开关。
一般的数据采集都需要多个通道同时进行工作，而为每一通道采用一组独立的采集设备显然会增加系统的 成本，当通道数较多时增加得更明显。所以在实际的数据采集设备中常采用模拟多路开关（MUX）将多个通 道的信号接到同一个数模（数模）转换器上，让多个通道分时占用数模（数模）转换器，从而达到同时采集 多个通道信号的目的。
当然，此种同时只是宏观上的同时，实际上每一通道之间总是相差一个很小的时间间隔的。而且，因为是 分时占用数模转换器，这样势必会影响每一通道的最高采样率。
模拟多路开关（MUX）有几种配置方式，常用的是单端式的配置方式。此种配置方式可以获得最大通道数 ，但测量放大器的共模抑制能力基本未发挥。
差动配置方式应用在每个输入信号有各自独立的参考电位的情况下。此种配置方式可以充分发挥测量放大 器共模抑制的能力，但可用通道数减少了一半。
测量放大器（IA）是一种在不利于精密测量环境下能良好工作、精密的差动增益部件。测量放大器最重要 的指标有：非线性度、偏置漂移、建立时间以及共模抑制比，此处不一一介绍了。
数模转换器对模拟量进行量化的过程需要一定的时间，在此转换时间内必须保持采样点的数值不变才能保 证转换的精度，采样保持电路（SHA）可以用来达到这目的。
类似于数模转换器，数模转换器也有相应的特性参数。
式中：UB为基准电压；A为输入模拟信号电压值；Emab为数字信号电压值；a1a2…an为转换后得到的系数。
由于转换器字长的限制，转换得到的数字信号电压值和模拟电压值相比会有一个误差，其值小于或等于
。
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