电工学简明教程 第 15 章模拟量和数字量的转换

1、*第第 15 章章 模拟量和数字量的转换模拟量和数字量的转换*第第 15 章模拟量和数字量的转换章模拟量和数字量的转换15.1数数 - - 模转换器模转换器15.2模模 - - 数转换器数转换器*第第 15 章模拟量和数字量的转换章模拟量和数字量的转换将数字信号转换为模拟信号称将数字信号转换为模拟信号称数数 - 模转换模转换。将模拟信号转换为数字信号称将模拟信号转换为数字信号称模模 - 数转换数转换。传感器传感器ADC数字计算机数字计算机DAC模拟控制模拟控制控制对象控制对象数字信号数字信号模拟信号模拟信号15.1数数 - - 模转换器模转换器 2RRF+S0S1S2S3UR2R2R2RRRR

2、2RT形电阻网络形电阻网络 DAC 原理电路原理电路UOR2R11110000d0Q0Q1Q2Q3d1d2d3MSBLSB基准电源基准电源数码寄存器数码寄存器电子开关电子开关2RRF+2R2R2RRRR2RIUOR2R+UR+RUR2+RUR22+RUR23+RUR24T 形电阻网络形电阻网络 DAC 原理电路分析原理电路分析RF+2RIUOR+RUR24IUO = IRF设设 RF = 3RRUI324R RRUU324FR0 4RO2UU RUI32S40R RU32S31R RU32S22R RU32S13R )2222(23001122334R ddddRUI)2222(2001122

3、334RO ddddUU)2222(200112211RO ddddUUnnnnn倒倒 T 形电阻网络数形电阻网络数 - - 模转换器模转换器01S0I02R01S1I12R01S2I22R01S3I32R 2RRRRURRFUOIOUT1IOUT2d0d1d2d3IRR+)2222(2001122334RO ddddUUDAC 主要技术指标主要技术指标( (1) )分辨率分辨率用输入的二进制数码的位数用输入的二进制数码的位数 n 来表示。来表示。位数越多，分辨率就越高。位数越多，分辨率就越高。121maxominoRR nUUK( (2) )转换精度转换精度表示实际输出的电压值与理想的输出表

4、示实际输出的电压值与理想的输出电压值之间的差别。电压值之间的差别。 ( (3) )建立时间建立时间从数码输入到模拟电压稳定输出从数码输入到模拟电压稳定输出之间的响应时间。之间的响应时间。 集成集成 ADC 芯片举例芯片举例AD7520 各外引线功能：各外引线功能：d0 d9：十位数字量的输入端；：十位数字量的输入端；IO1、IO2：电流输出端；电流输出端；RF：反馈信号输入：反馈信号输入端端；UDD：电源接线端；电源接线端；GND：接地端。接地端。UR：参考电源，可正可负；参考电源，可正可负；URIO1IO2RFd4AD752012345678161514131211109UDD+URd3d2

5、d1d0d5d6d7d8d9GND UO+AD7520 输入数字量与输出模拟量的关系输入数字量与输出模拟量的关系15.2模模 - 数转换器数转换器逐次逼近型模逐次逼近型模 - 数转换器原理框图数转换器原理框图顺序脉冲顺序脉冲发生器发生器逐次逼近逐次逼近 寄存器寄存器DAC电压电压发生器发生器输出数字量输出数字量输入电压输入电压 UIUA例：例： 用四个分别重用四个分别重 8 g、4 g、2 g、1 g 的砝码，的砝码，去称重去称重 13g 的物体。其称重顺序见下表：的物体。其称重顺序见下表：称重顺序表称重顺序表电压比电压比较器较器逐次逼近逐次逼近寄存器寄存器4 位位 DACQFF3SRQSRQSRd0 +UICPd1d2E11QSRFF2FF1FF01UAd35 位顺序脉冲发生器位顺序脉冲发生器Q4Q3Q2Q1Q0d0d1d2d3逐次逼近型模逐次逼近型模 - 数转