模电23(DA转换器)

1、11掌握倒掌握倒T型电阻网络型电阻网络D/A转换器的组成和工作原理转换器的组成和工作原理2了解了解D/A转换器的电压输出方式转换器的电压输出方式3了解了解A/D转换一般过程（四步：采样、保持、量化、编码）转换一般过程（四步：采样、保持、量化、编码）4了解并行、逐次比较了解并行、逐次比较A/D转换电路的组成、原理转换电路的组成、原理5. 掌握双积分掌握双积分A/D转换器的组成和工作原理转换器的组成和工作原理基本要求基本要求数电数电10. 模数与数模转换器模数与数模转换器概述：概述：A/D转换：模拟量转换：模拟量数字量；数字量；D/A转换：数字量转换：数字量模拟量。模拟量。2应用举例：应用举例：3

2、应用举例：应用举例：1、数字控制系统、数字控制系统A/D运算运算处理处理工业控工业控制对象制对象传感传感器器放大放大执行执行机构机构显示显示D/A发送端：发送端：模拟模拟信号信号放大放大A/D编码编码调制调制发射发射接收端：接收端：解调解调解码解码D/A放大放大执行执行2、数字通信系统、数字通信系统410.1 数数/模转换器模转换器一、一、D/A转换的基本原理转换的基本原理1、需解决的问题：、需解决的问题：把输入的数字量（把输入的数字量（n位二进制代码）位二进制代码）转换成与之成正比的模拟量（电流、电压）。转换成与之成正比的模拟量（电流、电压）。2、思路：、思路：(1)将每一位二进制码按其权的

3、大小转换成相应的模拟量；将每一位二进制码按其权的大小转换成相应的模拟量；(2)将各位代码转换的模拟量求和。将各位代码转换的模拟量求和。NB=dn-1 2n-1+ dn-2 2n-2+ + d1 21 + d0 20DACd0d1Adn-1输入输入n位代码位代码kNB5数码寄存器数码寄存器基准电压基准电压N位模拟位模拟 开关开关解码网络解码网络求和电路求和电路N位位数数字字量量输输入入模模拟拟量量输输出出n位位D/A转换器方框图转换器方框图N位数字量控制位数字量控制N位模拟开关的状态。位模拟开关的状态。N位模拟开关状态控制解码网络位模拟开关状态控制解码网络是否把相应位的权是否把相应位的权对应的模

4、拟量对应的模拟量求和电路求和电路。6+VREFI2RR2I2R4I2R8I2R16IRR2R T型型电阻网络电阻网络有有RVIREF=各支路电流分别为各支路电流分别为2I22I32I42I3、分类：、分类：(1)按解码网络：按解码网络：(2)按电子开关形式：按电子开关形式：权电流型；权电流型；倒倒T型电阻网络型；型电阻网络型；T型电阻网络型；型电阻网络型；CMOS开关型开关型 双极型开关型双极型开关型 710.1.1 倒倒T形电阻网络形电阻网络D/A转换器转换器R-2R电阻解码网络呈倒电阻解码网络呈倒T形；形；D3D0：输入数字量：输入数字量S3 S0: 模拟开关；模拟开关； Si受受Di控制

5、：控制：Di=1时，时， Si接运放反相端；接运放反相端；Di=0时，时， Si将将2R接地。接地。运放运放A接成反相比例运接成反相比例运算电路（外接）算电路（外接）VREF ：参考电压；：参考电压；v vo：输出模拟电压：输出模拟电压+VREF+AvORfI2R2R2R2R2RRRR D0D1D2 D3S0S1S2S34I2I8I16I I1、电路组成：、电路组成：82、工作原理：、工作原理：由由“虚地虚地”可知，可知，开关状态不影响电阻支路电流开关状态不影响电阻支路电流 即有即有RVIREF=各支路电流分别为各支路电流分别为2I22I32I42I+VREF+AvORfI2R2R2R2R2R

6、RRR D0D1D2 D3S0S1S2S34I2I8I16I I9+VREF+AvORfI2R2R2R2R2RRRR D0D1D2 D3S0S1S2S34I2I8I16I I流入运放反相端的总电流流入运放反相端的总电流推广到推广到n位，有位，有)2222(200112211DDDDRVInnnnnREF )2(2)2222(30413223140 iiiREFREFDRVDDDDRVINB10(3)反相比例放大器的输出：反相比例放大器的输出：v vo=Rf INoImageBnfREFNR2RV=BnREFN2V=取取Rf =R输出模拟电压与输入数字量成正比。输出模拟电压与输入数字量成正比。比

7、例系数比例系数K为为R2RVnfREF集成电路有：集成电路有：AD7520（10位）位）DAC1212 （12位）位）AK7546 （16位）位）+VREF+AvORfI2R2R2R2R2RRRR D0D1D2 D3S0S1S2S34I2I8I16I I11AD7533D/A转换器转换器 D2 D7 O D0 D1 2R 2R 2R 2R R R D8 D9 R R R 2R 2R 2R + R IOUT1 IOUT2 VREF AD7520 RF 10K 10K 20K 使用使用:1):1)要外接运放，要外接运放， 2)2)运放的反馈电阻可使用内部电阻运放的反馈电阻可使用内部电阻 ， 也可采

8、用外接电阻也可采用外接电阻例：例：集成集成D/A转换器转换器10位位CMOS电流开关型电流开关型D/A转换器转换器 9iREFfOi100(2 )2iVRDR 123、倒、倒T形电阻网络形电阻网络D/A转换器的特点：转换器的特点：(1)模拟开关在地与输入之间转换，无论开关状态如何变化，模拟开关在地与输入之间转换，无论开关状态如何变化，各支路电流始终不变，即不需要电流建立时间各支路电流始终不变，即不需要电流建立时间。(2)各支路电流直接流入运放的输入端，不存在传输时间差，各支路电流直接流入运放的输入端，不存在传输时间差，因而提高了转换速度因而提高了转换速度，并减少了动态过程中输出电压的尖峰脉冲。

9、，并减少了动态过程中输出电压的尖峰脉冲。此种此种D/A转换器是目前转换器是目前速度最高速度最高，应用最多应用最多的一种。的一种。问题问题: S开关导通压降若不完全相同，将影响转换精度。开关导通压降若不完全相同，将影响转换精度。13关于关于D/A转换器转换器精度精度的讨论的讨论(1) 基准电压稳定性好；基准电压稳定性好；(2) 倒倒T形电阻网络中形电阻网络中R和和2R电阻比值的精度要高；电阻比值的精度要高； 为实现电流从高位到低位按为实现电流从高位到低位按2的整数倍递减，模拟开关的整数倍递减，模拟开关的导通电阻也相应地按的导通电阻也相应地按2的整数倍递增。的整数倍递增。为进一步提高为进一步提高D

10、/A转换器的精度，可采用权电流型转换器的精度，可采用权电流型D/A转换器。转换器。 n 1iREFfOin0(2 )2iVRDR 为提高为提高D/A转换器的转换器的精度，对电路参数的要求：精度，对电路参数的要求： (3) 每个模拟开关的开关电压降要相等每个模拟开关的开关电压降要相等142. 特点：特点： (1)共性：开关支路电流与权成正比，电流相加共性：开关支路电流与权成正比，电流相加 (2)不同：产生支路电流的方法不同；不同：产生支路电流的方法不同；图图9.1.8(P437) 实际的权电流型实际的权电流型D/A电路（电路（BJT恒流源电路）恒流源电路） (3)优点：速度快；恒流源，对开关要求

11、低；优点：速度快；恒流源，对开关要求低；iiiDIDIDIDIDIi22168423040123 iiiFFODIRiRv22304 1. 分析：分析：权电流型权电流型D/AD Di i =1, S=1, Si i接通反相输入端接通反相输入端D Di i =0, S=0, Si i接通同相输入端接通同相输入端1510.1.3 D/A转换器的输出方式转换器的输出方式由解码网络得到的是与输入由解码网络得到的是与输入数字量成正比的电流信号，数字量成正比的电流信号，为得到电压信号，还要选择为得到电压信号，还要选择合适的输出电路。合适的输出电路。1、单极性输出：、单极性输出：(1) 反相输出反相输出fB

12、nREFORNR2V vBnREFN2V (若若R=RF)vO与与VREF反相、反相、 单极性单极性vOD0D1Dn-1i+Rf倒倒T形形电阻网电阻网络络D/A转换器转换器VREFDvO /VLSB01234567输入：无符号位二进制码输入：无符号位二进制码输出：单极性模拟信号输出：单极性模拟信号VLSB16(2) 同相输出同相输出)RR(1Ri12O vVREFD0D1Dn-1iRR1R2倒倒T形形电阻网电阻网络络D/A转换器转换器+vO)RR(1RNR2V12BnREF )RR(1N2V12BnREF 同相比例放大器同相比例放大器VO与与VREF同相同相172、双极性输出、双极性输出输入：

13、有符号位的数字量（常用补码表示）输入：有符号位的数字量（常用补码表示）输出：正、负极性的模拟电压。输出：正、负极性的模拟电压。此时，此时，D/A转换器转换器工作于双极性输出方式。工作于双极性输出方式。常见的编码方式有：补码、偏移二进制码或符号常见的编码方式有：补码、偏移二进制码或符号-数值码等。数值码等。P437P439（不作要求，感兴趣者自学）（不作要求，感兴趣者自学）1810.1.4 D/A转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标分辨率：其定义为分辨率：其定义为D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。级数。n位位DAC最多有最多有2n个模拟输出电压。位数

14、越多个模拟输出电压。位数越多D/A转换转换器的分辨率越高。器的分辨率越高。 分辨率也可以用能分辨的最小输出电压与最大输出电压之比分辨率也可以用能分辨的最小输出电压与最大输出电压之比给出。给出。n位位D/A转换器的分辨率可表示为转换器的分辨率可表示为121n1、分辨率、分辨率192、转换精度：、转换精度： 转换精度是指对给定的数字量，转换精度是指对给定的数字量，D/A转换器实际值转换器实际值与理论值之间的最大偏差。与理论值之间的最大偏差。 产生原因：由于产生原因：由于D/A转换器中各元件参数值存在转换器中各元件参数值存在误差，如基准电压不够稳定或运算放大器的零漂误差，如基准电压不够稳定或运算放大

15、器的零漂等各种因素的影响。等各种因素的影响。 几种转换误差：有如比例系数误差、失调误差和几种转换误差：有如比例系数误差、失调误差和非线性误差等非线性误差等20比例系数误差：比例系数误差：指实际转换特性曲线的斜率与理想转换指实际转换特性曲线的斜率与理想转换特性曲线斜率的偏差。特性曲线斜率的偏差。当当VREF偏离标准值偏离标准值VREF时，时，在输出端产生的误差电压在输出端产生的误差电压V Vo即为比例系数误差。即为比例系数误差。V Vo = 10nREF22VniiifDRRBnfREFNR2RV=VO21失调误差失调误差：由运放的零漂引起，其大小与输入数字量无由运放的零漂引起，其大小与输入数字

16、量无关。使输出电压的转移特性曲线发生平移。关。使输出电压的转移特性曲线发生平移。非线性误差：非线性误差：产生的原因有：解码网络的支产生的原因有：解码网络的支路电阻误差、模拟开关导通电路电阻误差、模拟开关导通电阻、开关压降的误差等。阻、开关压降的误差等。结论：结论：为获得为获得高精度的高精度的D/A转换转换，不仅应选择位数较多，不仅应选择位数较多的的高分辨率高分辨率D/A转换器，而转换器，而且，还需要选用且，还需要选用高稳定度的高稳定度的VREF和和低温漂的运算放大器低温漂的运算放大器等器件与之配合。等器件与之配合。223.转换速率：转换速率：NoImage 实际应用中，要实现快速实际应用中，要

17、实现快速D/A转换，不仅需要转换，不仅需要D/A转换器有转换器有较高的较高的转换速率，还应选用转换速率较高的转换速率，还应选用转换速率较高的集成运放与之配合使用。集成运放与之配合使用。 建立时间建立时间（满量程建立时间）（满量程建立时间）tset：D从全从全0变为全变为全1（vo从从0变为变为Vom规定误差范围内（规定误差范围内（1/2VLSB）所需时间所需时间。 D/A D/A转换器的动态参数转换器的动态参数23 D2 D7 O D0 D1 2R 2R 2R 2R R R D8 D9 R R R 2R 2R 2R + R IOUT1 IOUT2 VREF AD7520 RF 10K 10K

18、20K 10.1.5 集成集成D/A转换器转换器AD7533及其应用及其应用1. 符号、功能符号、功能D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0RfVREFVGNDAD7533IOUT1IOUT2-25V+25V+5V+15V地地外接外接(10k)内接内接内部仅含内部仅含倒倒T型电阻网络、型电阻网络、 电流开关、电流开关、 反馈电阻反馈电阻RF=R需外接需外接集成运放集成运放A 参考电压参考电压VREF242. 应用应用1） 单极性电压输出电路单极性电压输出电路Vom (D0D9 全全1):B10REFOmN2V vV99910231024V10. VLSB (D0=1其余全其

19、余全0):B10REFLSBN2V vV0098011024V10. RfAD7533VREFD0D1D5D2D3D4D6D7D8D9IOUT1IOUT2V+GND+vOA-10V +5VD0D1D9252） 单极性电压输出应用单极性电压输出应用 阶梯波产生器阶梯波产生器RfAD7533VREFD0D1D5D2D3D4D6D7D8D9IOUT1IOUT2V+GND+voA-10V+5VR0(1)R0(2)R9(2)R9(1)CPBCPAQA74LS290QBQCQDR11C多谐振荡器多谐振荡器5进制计数器进制计数器D/A转换器转换器DvO /VLSB01234000 001 010 011 1

20、00 000 00126vO1vO23） 三角波、抛物波产生器三角波、抛物波产生器B10REF1ON2V vB10B10REF2ON2)N2V(- v210BREF)2N(V 2710.2 模数转换器模数转换器概述：概述：1、A/D转换：将随时间连续变化的模拟量转换为与之相应的数转换：将随时间连续变化的模拟量转换为与之相应的数字量。字量。模拟量是时间、幅值均连续；而数字量则为时间、幅值均离散，模拟量是时间、幅值均连续；而数字量则为时间、幅值均离散，实现实现 A/D转换，首先必须在一系列选定的瞬间，对输入的模拟信转换，首先必须在一系列选定的瞬间，对输入的模拟信号取样号取样变为时间的离散量；变为时

21、间的离散量；取样后要保持一段时间，在此时间内，将取样的电压量化为数字取样后要保持一段时间，在此时间内，将取样的电压量化为数字量量变为时间、幅值的离散量；变为时间、幅值的离散量；然后，按一定的编码方式给出结果。然后，按一定的编码方式给出结果。即实现即实现 A/D转换，一般要经过取样、保持、量化、编码转换，一般要经过取样、保持、量化、编码4个过程。个过程。实际电路中，取样和保持、量化和编码往往同时进行。实际电路中，取样和保持、量化和编码往往同时进行。28模拟信号转换成时间离散的信号模拟信号转换成时间离散的信号l 取样电路：取样电路：SvIvOS(t)TSt0vIt0S(t)t0vOTC：取样时间；

22、：取样时间； 开关闭合，开关闭合，vO=vITS：取样周期：取样周期fS：取样频率：取样频率TS-TC：开关断开，：开关断开，vO=0TCfS2fmax取取样保持样保持AA取取样保持样保持量化编码量化编码D D取样信号取样信号S（t）频率越高，所取频率越高，所取得的信号经低通得的信号经低通滤波器后，越能滤波器后，越能真实地复现输入真实地复现输入信号，合理的取信号，合理的取样频率由取样定样频率由取样定理决定。理决定。f fmax为输入模拟电压最高为输入模拟电压最高频率分量的频率。频率分量的频率。29时间离散信号与数字信号间的转换时间离散信号与数字信号间的转换0121DDDDDnn l 量化将样值

23、化成最小单位的整数倍量化将样值化成最小单位的整数倍N的过程的过程l 量化单位量化单位 - -量化的最小单位量化的最小单位(D(D00001 1时所代表的数值时所代表的数值( (VLSB) )）l 量化误差量化误差:由于模拟电压是连续的，所以由于模拟电压是连续的，所以取样电压不一定能被整除，取样电压不一定能被整除，因此，量化过程不可避免地会引入误差，称为量化误差。因此，量化过程不可避免地会引入误差，称为量化误差。 属于原理误差，无法消除。位数越多，误差越小。属于原理误差，无法消除。位数越多，误差越小。1时间离散信号时间离散信号数字信号数字信号30(1)只舍不入（舍尾求整法）只舍不入（舍尾求整法）

24、例：采样得到时间离散信号例：采样得到时间离散信号vi ：最大值为：最大值为1V，最小值为，最小值为0V，要，要求将其转换成为求将其转换成为3位二进制数字量。位二进制数字量。解：解： 取量化单位取量化单位=1/8 V，则将，则将vi /舍尾求整，得到舍尾求整，得到vi与数字信号与数字信号之间的关系是之间的关系是)0(000810 V)1(0018281 VV)2(0108382VV)7(1118887 VV最大最大量化量化误差误差： A/D 转换器的输入输出特性及量化误差vi 3位二进制数字量位二进制数字量31(2) 有舍有入（四舍五入法）有舍有入（四舍五入法）例：采样得到时间离散信号例：采样得

25、到时间离散信号vi ：最大值为：最大值为1V，最小值为，最小值为0V，要求将其转换成为要求将其转换成为3位二进制数字量。位二进制数字量。解：取量化单位解：取量化单位=2/15 V ，则将，则将vi /四舍五入，得到四舍五入，得到vi与数字与数字信号之间的关系是信号之间的关系是)0(0001510 V)1(001153151 VV)2(010155153 VV)7(11115151513 VV最大量化误差最大量化误差: /2 改进的A/D 转换器的输入输出特性及量化误差.vi 3位二进制数字量位二进制数字量320: 0 vi / 0.51: 0.5 vi / 1.5 2: 1.5 vi / 2.

26、5 3: 2.5 vi / 3.5 4: 3.5 vi / 4.5 5: 4.5 vi / 5.5 6: 5.5 vi / 6.5 7: 6.5 vi / 7.5 vmax /=7.5= vmax / 7.5 = 2/15V当要转换成当要转换成n位二进制数时，位二进制数时，= vmax / (2n-1+0.5) = vmax / (2n-0.5) 33NoImage2、A/D转换器的分类：转换器的分类：（1）直接）直接A/D转换器：转换器：将输入的模拟电压直接（不需要中将输入的模拟电压直接（不需要中间变量）转换为数字量。间变量）转换为数字量。并行比较型并行比较型:由电压比较器、寄存器、编码器构

27、成，可以不由电压比较器、寄存器、编码器构成，可以不附加取样附加取样-保持电路。保持电路。特点特点：转换速度快，但随着输出代码数位的增加，电路规模：转换速度快，但随着输出代码数位的增加，电路规模急剧膨胀。急剧膨胀。34并行并行A/D1 13 3位并行位并行A/DA/D转换器转换器组成组成(1)(1)分压器分压器 (2)(2)比较器比较器(3)(3)寄存器寄存器 (4)(4)编码器编码器2 2工作原理工作原理优先级别：优先级别：I I7 7最高。最高。REFV1510REFVV153151REFVV155153REFVV15151513.vIvC1Q1vC2Q2vC7Q7.000100010111

28、0011.D2 D1 D00 0 00 0 10 1 01 1 1.这种这种A/D 变换器的变换器的优点是转换速度快，优点是转换速度快，缺点缺点 是所需比较器是所需比较器数目多，位数越多数目多，位数越多矛盾越突出。矛盾越突出。图图8.3.3 8.3.3 并行并行ADCADC原理框图原理框图-+C1C2C3C4C5C6C7RRRRRRRR/2VREFv1REFV1513REFV1511REFV159REFV157REFV155REFV153REFV151CP寄存器寄存器优优先先编编码码电电路路Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D2D1D0-+-+-+-+-+-+35NoImage2、A/D转换器的分类

29、：转换器的分类：（1）直接）直接A/D转换器：转换器：将输入的模拟电压直接（不需要中将输入的模拟电压直接（不需要中间变量）转换为数字量。间变量）转换为数字量。反馈比较型反馈比较型：由：由D/A转换器、电压比较器、转换器、电压比较器、寄存器等构成，寄存器等构成，其思路是其思路是: 取一个数字量加到取一个数字量加到D/A转换器上，得到一个对应的模转换器上，得到一个对应的模拟输出电压，将其与待转换的模拟电压相比较，若两者不等，则拟输出电压，将其与待转换的模拟电压相比较，若两者不等，则调整所取的数字量，直到两个模拟电压相等为止，此时所取的数调整所取的数字量，直到两个模拟电压相等为止，此时所取的数字量即

30、为转换结果。字量即为转换结果。常用、典型电路为逐次比较型常用、典型电路为逐次比较型A/D转换器：转换器：由由D/A转换器、电压比较器、转换器、电压比较器、寄存器、时钟寄存器、时钟脉冲源、控制逻辑脉冲源、控制逻辑等等5部分构成。部分构成。特点：特点：转换速度较慢，数位较多时，电路规模比并行比较型转换速度较慢，数位较多时，电路规模比并行比较型小得多小得多是目前集成是目前集成A/D转换器中应用最多的一种。转换器中应用最多的一种。36逐次比较型逐次比较型 其工作原理可用天平秤重作比喻。其工作原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共重若有四个砝码共重15克，每个重量分别克，每个重量分别为为8、4、2、1克

31、。设待秤重量克。设待秤重量Wx = 13克，克，可以用下表步骤来秤量：可以用下表步骤来秤量：砝码重砝码重第一次第一次第二次第二次第三次第三次第四次第四次加加4克克加加2克克加加1克克8 克克砝码总重砝码总重 待测重量待测重量Wx ，故保留，故保留砝码总重仍砝码总重仍 待测重量待测重量Wx ，故撤除，故撤除砝码总重砝码总重 待测重量待测重量Wx ，故保留，故保留暂时结果暂时结果8 克克12 克克12 克克13 克克 结结 论论372工作原理工作原理(1) 转换前转换前: 寄存器清零寄存器清零 D=0，vREF= 0(2) 转换信号到来转换信号到来(3) 第一步：第一步： 控制逻辑将寄存器控制逻辑

32、将寄存器 最高位置最高位置1， Dn-1=1，D1000 经经D/A控制控制 vREF=VREF / 2 与与vI比较：比较：-控制逻辑控制逻辑寄存器寄存器DAC时钟时钟Dn-1Dn-2D0VREFv1vCvREF比较器比较器清零清零转换控制信号转换控制信号图8 .3.5逐 次逼近式A D C 的原理框 图图8 .3.5逐 次逼近式A D C 的原理框 图HvC 01 nD若若vREF vILvC 11 nDREFREFIVVv21 REFIVv210 1逐次比较逐次比较A/D组成框图组成框图若若vREF vI38(4) 第二步：控制逻辑将第二步：控制逻辑将寄存器次高位置寄存器次高位置1 Dn

33、-2=1, D=*100.0 . . 第第n步：步：D0=1-控制逻辑控制逻辑寄存器寄存器DAC时钟时钟Dn-1Dn-2D0VREFv1vCvREF比较器比较器清零清零转换控制信号转换控制信号图8 .3.5逐 次逼近式A D C 的原理框 图图8 .3.5逐 次逼近式A D C 的原理框 图若若vREF vILvC 12 nDREFREFIVVv2141 若最高位已存若最高位已存0，则，则此时此时vREF=1/4 vREFHvC 02 nDREFIVv410 若若vREF vI若最高位已存若最高位已存1，则此时，则此时vREF=3/4 vREF39t30011t2t1t0D2t0D1t0D0t

34、0D3t0tvREF/V012vI = 1.2V000000000100110011-控制逻辑控制逻辑寄存器寄存器DAC时钟时钟Dn-1Dn-2D0VREFv1vCvREF比较器比较器清零清零转换控制信号转换控制信号图8 .3.5逐 次逼近式A D C 的原理框 图图8 .3.5逐 次逼近式A D C 的原理框 图3. 3. 特点特点优点：元件少优点：元件少缺点：速度慢（比较缺点：速度慢（比较n n次）次）适于速度低、精度高的电路适于速度低、精度高的电路40NoImage（2）间接）间接A/D转换器：转换器： 电压电压-频率变换型（频率变换型（V-F变换型）变换型）首先将输入模拟电压转换为与之

35、成正比的频率信号，然后在固首先将输入模拟电压转换为与之成正比的频率信号，然后在固定的时间间隔内，对频率信号计数，其结果即为所求。定的时间间隔内，对频率信号计数，其结果即为所求。R5_+311vaR2v1C1_+351R8R4R7RWR2VXR3D1330k360k1.8k560k15k330p24k10k1mX45121XXVVRR C2R11 T1f t41NoImage（2）间接）间接A/D转换器：转换器：电压电压-时间变换型（时间变换型（V-T变换型）变换型）首先将输入模拟电压转换为与之成正比的时间间隔，然后首先将输入模拟电压转换为与之成正比的时间间隔，然后用固定的时钟脉冲测定该时间间隔

36、，其结果即为所求。用固定的时钟脉冲测定该时间间隔，其结果即为所求。典型电路为双积分典型电路为双积分A/D转换器。转换器。间接间接A/D转换器的特点：转换器的特点：转换速度较慢，但工作性能比较稳定，特别是转换速度较慢，但工作性能比较稳定，特别是双积分双积分A/D转换器抗干扰能力强，对元器件的要求较低，所以在数字转换器抗干扰能力强，对元器件的要求较低，所以在数字仪表中应用非常广泛。仪表中应用非常广泛。42 + + + I S1 S2 R FFn S1 VREF O C 1 FF1 Q1 Qn-1 Qn FF1 FF1 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1

37、K R CP Cr Dn-1 D1 D0 & 数字量输出数字量输出 C A B G G n 级计数器级计数器 定定时时信信号号 (MSB) (LSB) Tc 1、电路组成、电路组成43 + + + I S1 S2 R FFn S1 VREF O C 1 FF1 Q1 Qn-1 Qn FF1 FF1 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R CP Cr Dn-1 D1 D0 & 数字量输数字量输C A B G G n 级计数器级计数器 定定时时信信号号 (MSB) (LSB) Tc 0 00 00 00 00 0 开关开关S2闭合，待

38、积分电容放电完毕后，断开闭合，待积分电容放电完毕后，断开S2 使电容的初使电容的初始电压为始电压为0。此时可认为。此时可认为vo=0。 t =0 时，时，Cr信号将计数器清信号将计数器清零，零，Qn=0；开关；开关S1与与A端相接。端相接。2、工作原理、工作原理准备阶段：准备阶段：44 tIOdt01 经过经过2n个个CP11TVI (2) 第一次积分：第一次积分：从从t =0开始，开关开始，开关S1与与A端相接，积分器开始对端相接，积分器开始对 I积分，积分， vo从从0开始下降，开始下降， vC 0 ,与门与门G打开。经打开。经2n个个CP后后, Qn由由0变为变为1，开关切换到开关切换到

39、B， vo =VP。第一段积分时间第一段积分时间T1为为2nTC 。 + + + I S1 S2 R FFn S1 VREF O C 1 FF1 Q1 Qn-1 Qn FF1 FF1 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R CP Cr Dn-1 D1 D0 & C A B G G n 级计数器级计数器 定定时时信信号号 45-VREF加到积分器的输入端，积分器反方向进行第二次积分；加到积分器的输入端，积分器反方向进行第二次积分；当当t=t2时积分器输出电压时积分器输出电压 O0，比较器输出，比较器输出 C=0，时钟脉冲控，时钟脉冲控制门制门G被关闭，计数停止。被关闭，计数停止。(3) (3) 第二次积分：第二次积分： + + +