电工学第14章模拟信号与数字信号相互转换ppt课件

1、电工技术电工技术 下一章下一章 上一章上一章 前往主页前往主页 14.1 数模转换器数模转换器 数字量数字量 与数字量等值与数字量等值 的十进制数成的十进制数成 正比的模拟量正比的模拟量 D/A D/A 转换器的组成：转换器的组成：(1) 数码存放器数码存放器(2) 模拟电子开关电路模拟电子开关电路(3) 解码网络解码网络(4) 求和电路求和电路(5) 基准电压基准电压D4 D3 D2 D1UREF 3R 82R 2R 2R 2R 2R 2R4 3 2 1 S4 S3 S2 S1 UoR R R 数模转换器数模转换器 电子双电子双 向开关向开关 Di = 0 时，时，Si 接地；接地；Di =

2、 1 时，时，Si 接接UREF 。 3R 82R 2R 2R 2R 2R 2R4 3 2 1 S4 S3 S2 S1 UoR R RUi = 0 = 0 (1) D4D3D2D1 = 0000 时时 (2) D4D3D2D1 = 0001 时时S1 单独接单独接 UREF UREF +2R 2R 2R R 4 2R 2R 1 3 R 2 R 3R 8 Uo1 2R UREF 24 Uo1 = 输出：输出： (3) D4D3D2D1 = 0010 时时S2 单独接单独接 UREF UREF +2R 2R 2R R 4 2R 2R 1 3 R 2 R 3R 8 Uo2 2R 输出：输出： URE

3、F 23 Uo2 = (4) D4D3D2D1 = 0100 时时S3 单独接单独接 UREF +UREF2R 2R R 4 2R 2R 1 3 R 2 R R 3R 8 Uo3 2R 输出：输出： UREF 22 Uo3 = (5) D4D3D2D1 = 1000 时时S4 单独接单独接 UREF +UREF2R 2R 2R R 4 2R 2R 1 3 R 2 R 3R 8 Uo4 2R 输出：输出： UREF 21 Uo4 = Uo = D4Uo4D3Uo3D2Uo2D1Uo1 UREF 24+1Uo = 2i Di 4i =1UREF2Uo =( D4 D3 D2 D1 ) UREF22

4、UREF23UREF24 Di = 1 时，时，Si 接接 UREF ；Di = 0 时，时，Si 接地。接地。 假设输入为假设输入为 n 位，那么位，那么 UREF 2n+1Uo = 2i Di ni =1122i Di ni=1与与n 位二进制数位二进制数等值的十进制数等值的十进制数最小输出电压最小输出电压 输入二进制数为输入二进制数为 0 01 最大输出电压最大输出电压 输入二进制数为输入二进制数为 1 11 Uomin Uomax KRR =1 2n1 = 分辨率分辨率 KRR 电子双向开关电子双向开关 T1UREFDiSiUCC UBBT2T3T4Di = 0 时，时，T4 饱和导通

5、，饱和导通，Si = 0 ； Di = 1 时，时，T3 饱和导通，饱和导通，Si = 1。 解：解：(1) (1) 输入二进制数为输入二进制数为 1011 1011 时时 =2710(026025 124023122121 ) V =1.718 75 V 例例14.1.1 某六位某六位 R2R 型数模转换器的基准电压型数模转换器的基准电压 UREF = 10V，求输入二进制数为，求输入二进制数为 1011 和和 111101 两种两种 情况下的输出模拟电压及该数模转换器的分辨率。情况下的输出模拟电压及该数模转换器的分辨率。 =9.531 25 V UREF 26+1Uo = 2i Di 6i

6、 =1UREF 26+1Uo = 2i Di 6i =1(2) 输入二进制数为输入二进制数为 111101 时时(3) 分辨率分辨率 KRR = 1 2n1 =1 261 =0.015914.2 模数转换器模数转换器 逐次逼近型逐次逼近型 A/D 转换器的任务原理转换器的任务原理 在最高位在最高位设定数字量设定数字量 1D/A模拟量模拟量 与待转换的与待转换的 模拟量比较模拟量比较 修正修正 在次高位在次高位设定数字量设定数字量 1D/A模拟量模拟量 修正修正 与待转换的与待转换的 模拟量比较模拟量比较直至设定的数字量与待转换的模拟量直至设定的数字量与待转换的模拟量之间的误差小于最低一位数字量

7、为止。之间的误差小于最低一位数字量为止。 Q4 Q3 Q2 Q11DC1RD SD RD SD RD SD RD SD1DC11DC11DC1顺序脉冲分配器顺序脉冲分配器FF4 D/A 转换器转换器8uxuA1111FF3 FF2 FF1 D4 D3 D2 D1 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 0 00 00 00 0清零清零 *14.3 数字电路的运用举例数字电路的运用举例信号源信号源计时电路计时电路时间规范信号时间规范信号 译码显示电路译码显示电路 分频电路分频电路信信 号号秒秒较时电路较时电路报时电路报时电路门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体

8、振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计数器 二十四进制二十四进制 分显示器分显示器 分译码器分译码器 分计数器分计数器 六十进制六十进制 秒显示器秒显示器 秒译码器秒译码器 秒计数器秒计数器 六十进制六十进制门门正常正常 计时时计时时 60 个秒脉冲个秒脉冲出一个进位脉冲出一个进位脉冲 60 个分脉冲个分脉冲出一个进位脉冲出一个进位脉冲 门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体 振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计数器 二十四进制二十四进制 分显示器分

9、显示器 分译码器分译码器 分计数器分计数器 六十进制六十进制 秒显示器秒显示器 秒译码器秒译码器 秒计数器秒计数器 六十进制六十进制门门封锁进位脉冲封锁进位脉冲“时计数器时计数器按秒按秒 的速度快速走时的速度快速走时 校正校正 小时时小时时 控制控制“门引导哪路信号门引导哪路信号门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体 振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计数器 二十四进制二十四进制 分显示器分显示器 分译码器分译码器 分计数器分计数器 六十进制六十进制 秒显示器秒显示器 秒译码器秒译码器 秒计数器秒计数器 六十进制六十进制门门封锁进位脉冲封锁进位脉冲“分计数器分计数器按秒按秒的速度快速走时的速度快速走时校正校正 分钟时分钟时 (1) 反光纸的光线使光电二极管导通。反光纸的光线使光电二极管导通。(2) 转子每转一圈，电阻转子每转一圈，电阻 R 上构成一个脉冲信号。上构成一个脉冲信号。(3) 整形电路将不规矩的脉冲信号变换成规矩的方波信号。整形电路将不规矩的脉冲信号变换成规矩的方波信号。 (4) 与门间隔地开通与门间隔地开通 1s，计数器记录，计