第16章数模和模数转换ppt课件

1、能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC；能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。ADC和DAC是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。多路开关数字控制计算机DACADC功率放大功率放大执行机构执行机构加热炉加热炉温度传感器温度传感器信号放大信号放大多路开关16.2 D/A转换器转换器将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。uo或io输出D/Ad0d1dn1输入)2222(00112211oddddKunnn

2、nu根本原理根本原理1 二 进 制 权 电 阻 网 络 D /A 转 换 器RUIRUIRUIRUIREFREFREFREF3210 2 4 8不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端虚地还是接到地，即不论输入数字信号是1还是0，各支路的电流不变。R2R4R8RRFI1I0I2I3IREFiFiS3S0S1S2d0d3d2d1+UREFuo +)2222(2248001122333321033221100ddddRUdRUdRUdRUdRUdIdIdIdIiREFREFREFREFREF)2222(22001122334oddddUiRiRuREFFF设RF=R/2R2R4R8RRFI1I0I2

3、I3IREFiFiS3S0S1S2d0d3d2d1+UREFuo +S0S3S2S11 0 1 0 1 0 1 0RRFd3d0d1d2URuo +RR2R2R2R2R2RIRABCD2 2、倒、倒T T型电阻网络数模转换器型电阻网络数模转换器分别从虚线A、B、C、D处向左看的二端网络等效电阻都是R。不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端虚地还是接到地，也就是不论输入数字信号是1还是0，各支路的电流不变。从参考电压UR处输入的电流IR为：RUIRRS0S3S2S11 0 1 0 1 0 1 0RRFd3d0d1d2URuo +RR2R2R2R2R2RIRABCDI3I2I1I0IRUIIRUI

4、IRUIIRUIIRRRFRRRR403122132161 281241 221各支路电流IR为：S0S3S2S11 0 1 0 1 0 1 0RRFd3d0d1d2URuo +RR2R2R2R2R2RIRABCDI3I2I1I0I)2222(200112233433221100ddddRUdIdIdIdIIREF)2222(2001122334oddddRRUIRuFRF3 D /A 转 换 器 的 主 要 技 术 指 标1分辨率分辨率用输入二进制数的有效位数表示。在分辨率为n位的D/A转换器中，输出电压能区分2n个不同的输入二进制代码形状，能给出2n个不同等级的输出模拟电压。分辨率也可以用

5、D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压的比值来表示。10位D/A转换器的分辨率为：2转换精度D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实践值与理想值之差，即最大静态转换误差。3输出建立时间从输入数字信号起，到输出电压或电流到达稳定值时所需求的时间，称为输出建立时间。001. 0102311211016.3 A/D转换器转换器1 逐 次 逼 近 型 A /D 转 换 器输出数字量输入模拟电压uoui顺序脉冲发生器逐次逼近寄存器D/A转换器电压比较器转换开场前先将一切存放器清零。开场转换以后，时钟脉冲首先将存放器最高位置成1，使输出数字为1000。这个数码被D/A转换器转换成相应的模拟电压uo，送

6、到比较器中与ui进展比较。假设uiuo，阐明数字过大了，故将最高位的1去除；假设uiuo，阐明数字还不够大，应将这一位保管。然后，再按同样的方式将次高位置成1，并且经过比较以后确定这个1能否应该保管。这样逐位比较下去，不断到最低位为止。比较终了后，存放器中的形状就是所要求的数字量输出。Q1 Q2 Q3 Q4 Q5uiD CD CD CD CD C&11&uoCPucd2(22)d1(21)d0(20)G1 G2 G3G4 G5G6G7G8=1(ui uo)=0(uiuo)uc=S C RS C RS C R3 位 D/A 转换器FA Q FB Q FC QF1 F2 F3 F4

7、 F5 + + C转换开场前，先使Q1=Q2=Q3=Q4=0，Q5=1，第一个CP到来后，Q1=1，Q2=Q3=Q4=Q5=0，于是FA被置1，FB和FC被置0。这时加到D/A转换器输入端的代码为100，并在D/A转换器的输出端得到相应的模拟电压输出uo。uo和ui在比较器中比较，当假设uiuo时，比较器输出uc=1；当uiuo时，uc=0。第二个CP到来后，环形计数器右移一位，变成Q2=1，Q1=Q3=Q4=Q5=0，这时门G1翻开，假设原来uc=1，那么FA被置0，假设原来uc=0，那么FA的1形状保管。与此同时，Q2的高电平将FB置1。第三个CP到来后，环形计数器又右移一位，一方面将FC

8、置1，同时将门G2翻开，并根据比较器的输出决议FB的1形状能否应该保管。第四个CP到来后，环形计数器Q4=1，Q1=Q2=Q3=Q5=0，门G3翻开，根据比较器的输出决议FC的1形状能否应该保管。第五个CP到来后，环形计数器Q5=1，Q1=Q2=Q3=Q4=0，FA、FB、FC的形状作为转换结果，经过门G6、G7、G8送出。2 A /D 转 换 器 的 主 要 技 术 指 标1分辨率A/D转换器的分辨率用输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越高。例如，输入模拟电压的变化范围为05V，输出8位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V2820mV；而输出12位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V