教程案例数电chapter

1、Chapter9Digital数模og Conver模数转换sD/A , A/D;DAC , ADC;DigitalogerfacingMany continuous temperature, preties areog in nature;t is, they are ch as voltage,ties. Physicaltiere, time, rate of flow, displace, speechand velocity are exles ofogties.要对这些量进行自动控制, 需要通过传感器把这些非电学量转化成电学量(V, I, R, C), 然后送入计算机或数字系统进行

2、 信号处理，再返回测试系统，并对物理量进行调整。这期间，需要进行模数转换(A/D)和数模转换(D/A)1智能压力传感器原理框图:检测部分变送部分2I/OPSensorTSensorD/AA/DCPUM U XPSensorEEPROMRAMPROMROMT.HDDAV.IElectronic Thermograph电子温度计:A/DCD (compact-disk) Player :D/ADigital Audiot数字录放机Player/Recorder :A/DD/A实现人机的必要ogDigital- continuous- discrete codesties连续的量分散的码3Contr

3、ol signalD/AComputerA/DSensorsIC workshopT. HA 9.1DAC(数模转换电路)9.1.1 Relationships of convers 转换关系DAC : (特点)3-bit DACVOA1) One-to-one correspondence:binary number certain fraction7/86/85/84/83/82/81/80一一对应:每个二进制数转换成一个确定的分数2) Normalization: digital code a fraction of FSR(full scale range)归一化:将数字量表示成满刻度

4、VID000 001 010 011 100 101110 111模拟量的一个分数值4VOA7/86/85/84/83/82/81/8001 1 FSR Exle8011 3 FSR8 7111 8 FSR 0000 001 010 011 100 101 110 111()233-bitdigits:FSRVID001 对应的 1 FSR 称为最低有效位 LSB(least significant bit)23 9 FSR241001 1 2nPractice:FSRLSB= 3 24FSR001159.1.2Binary WeightedDAC(权电阻DAC)Weighted-DACCir

5、cuit(3 - bit)VrefSi : reference voltageog switch模拟电子开关RfR2R4R-AXi : 3-bit digital numberSidetermined by XiVO+111VrefS1 0S2S300Xi =1 , Si VrefXi = 0, Si GNDX1X2X3MSBLSBA :lifier 求和运放一端为虚地6Rfi1i2i3支路电阻值：20R, 21R, 22R R2R4R-AVO+111VrefR 反馈电阻S1 0S2S3f00MSBX1X2X3outputog VOysis:inputs digital X1X2X3VrefX

6、单独作用 (X =1, X =X =0) :i = X112311RVref叠加定理X单独作用 (X =1, X =X =0) :i = X2213222RVrefX单独作用 (X =1, X =X =0) :i = X3312334R7I0Rfi1i2i3Vrefi = X11RRR4R2if-VAi2= X2 ref 2RVO+111VfreS1S2S300V0i = Xref334RMSBX1X2X3X1 的权是X2 的2 倍, 与二进制数的权相对应, 所以称为权电阻网络.I0 = i1 + i2 + i3 =输出总电流:2Vre2VrefVrefVref+XXX2314R23RR2Ri

7、fRf= - I0Rf电路模拟输出电压：VO=2VO X1X2X38V 2VrefO Rf232Vref2V ROf23分子:二进制数按权展FSR满刻度reverse direction反向开的十进制数分母：23(3-bit)nbitBinary-weighted DAC模拟输出电压 V02Vref 202VR 2nn0fRFSR优点：简单 直观缺点: 电阻值太多不易准确92Vref22V RFSOf23232Vref1RVRf . 2n(o001)2Vrefn21VoV111Rf .o max()nR2Exle2Vref2 8 k2FSRR16V3-bit binary-weightedfR

8、2kDAC,Vref= 8V,33 68Rf = R = 2k.011 V F SR16V(o 011)23When X X X = 011, 110,12316 68VO= ?V12V110(o 110)109.1.3R-2RLadderDAC梯形DACCircuitIoRfCRBRAif2R2R2R2R-A+Vo1Vrefs3s2s10X3LSBX2X1MSBNote: X1 MSBX3 LSB位置与权电阻相反.11RfCRBRAIoif2R2R2R2R-+ AVo1Vrefs1X3X2X1特点:1)Only two resistor values: R, 2R整个网络只有 2 种电阻。

9、网络由相同的电路环节组成,每节有2 个电阻，一个开关， 每节对应二进制一位数.2)The equivalentat each section po(C.B.A) is R.每个节点 (C.B.A) 对地等效电阻都是 R120s3s2RfI oCRBRAysisif2R2R2R2R-+ Ausing Thevenins theorem定理Vo1Vrefs3s2s10X3X2X1X1(X1 X2 X3= 100 )单独作用ABRACRBRA2RR2RVrefRVVref2R2R2Rref2AA Vref Vref2RR2R2R开路电压等效13电阻2RX2 单独作用: (X1X2X3=010)CRB

10、RACRBRAB RAA2RR2R2RR142R2R2R2RRVref1 VVrefVrefref2X3 单独作用: (X1X2X3=001)ABRACRBRAC RBRAR2RRR2R2R2R2R2R1V2R11Vref4Vrefref8Vref214从右端开始, 每一个节点, 等效电路中电源电压便衰减为它的一半, 而串联电阻仍为R. 位数越低, 电压衰减越厉害.(即离A 越远, 在A 处引起的电流越小)RfCRBRA从图中有IoifI - i-2R2R2R2R0f+VoVi RVo1VrefRs1fX3X2X总电压Vf叠加:Vii8VRofR2 V150s3s2R-2R ladder DA

11、Cog output voltageViVRofRVref2VRfRo23FSRFSR Vref R满刻度值fRVref77VFSR最大值Ro maxf2323R1分辨率s VFSR( O 001)2316Exle: 2K, R 13 it R-2R ladder DVAC,breV4f, RKfDetermine :FSR;VO values when X1X2X3 = 010, 100, respectively; Resolution ;12345Vomax;X1X2X3=110, draw theition of switch S1S2S3Vref4 2K 8SolutionFSRRV

12、;1fR1K8 222 V010VFSR 32o28 4 48VV;100o8171 1V 1VResolutionFSR83(o 001)2387 74 V FSRV 87o max238X1X2X3=110111500S10S3S2R-2R ladder DAC 优点:与权电阻DAC比, 电阻种类少, 易集成;开关工作条件相同.缺点:工作速度慢(开关接1、0换向时,开关分布电容充放电,有动态尖峰电流，影响工作速度)189.1.4 R-2R Inverted Ladder(R-2R 倒梯形DAC)DACCircuit:I8I2I4RRIR-2R ladder DACVrefII2Ilifie

13、r842R2R2R2RVref作用到电阻网络RfVref1A -此网络是电流输出型,+0Vo开关1 端经运放和R ,f把电流转换成电压输出.X3X2X1I RVref所有节点等效电阻为R, 等效于19I VrefRR-2R inverted ladder DAC and R-2R ladder DAC are same in respectof operation,og output voltage, resolution and so on.倒梯形网络和梯形网络在工作原理,模拟输出电压公式, 分辨率等都相同.Vref02VRRnof2n优点:开关位置改换时电压变化很小各支路电流不改变，初态尖

14、峰电流小转换速度快x=1 运放虚地x=0 运放实地(是因为它的两个输出端都接地由开关两端分布电容的充放电所造成的工作速度下降得到克服)209.1.5CurrentWeightedDAC(权电流DAC)电流激励 DACI (Iref)I8I8I4I2Rf-A+VOAX3LSBX2X1MSB21I (Iref)I8I8 I4电流激励 DAC 是利用电I2I0的. 其电阻网流原理Rf络由一些恒流源代替, 恒流源呈二进制权关系.A -+VOAX3X2X1采用恒流源, 模拟开关的导通电阻对转换精度将无影响,低了对模拟电子开关的要求.这样降2I0ref232I输出电压VV:Rooff23OFSR = IR

15、f= Vref22 9.2egrated DAC集成DAC（AD7533 单极性码及双极性码DAC）olar Codes双极性码（最为符号位，符号位后是数值位）Signed numbers 有符号数（原码、反码、补码、偏移码） 双极性码Unsigned numbers 无符号数(自然前面四种 DAC: Binary weighted code二进制码) 单极性码VO 0单极性码然而有的物理量需要表示方向, 即正负.需要双极性码.+130,1101正数表示法：-(1101)-131,1101负数表示方法:Signmagnitude1, 1101原码表示Negative number1s comp

16、lement1, 0010反码表示1, 0011补码表示2s complement23另一种常用的双极性码为偏移码: Shift Codes常用的双极性码表（三位）P204Shift codes: invert the sign bit of 2s complement.偏移码的：补码的符号位取反24FSR十进制分数有符号码补码偏移码1 FSR2+ 3/40 110 111 11+ 2/40 100 101 10+ 1/40 010 011 01+ 00 000 001 001 FSR2- 01 00(0 00)(1 00)- 1/41 011 110 11- 2/41 101 100 10-

17、 3/41 111 010 01偏移码是自然二进制码偏移而得名V0A用偏移码时,输出模拟电压的动态范围不变.Vo: range no change Monopolar codes: 0 10V,olar codes: -5 +5V.1 FSR20Shift codesolar codes: 1 FSRFSR1( bi )( mono )FSR22ViD000010100110001011101111极性码时,满刻度值为单极性输出时的1/2.1 FSR, 2digital 000, output 为1实际应用中偏移码是最容易实现的双极性码.digital 111, output 为 F(SR)L

18、,SB2digital 100, output 为 0259.2.1 10-bit CMOS IC DAC - AD75331. AD7533 structure14 vDDIrefR10k10k10k15Vref2R20k20k20k20k31100211Iout2Iout116 (RFB)10KX1013LSBFeedback resistorX14X25MSBSimilar to R2R ladder DAC:EquivalentR (10k)26Iref10k10kVrefVref20kI20k20krefRIout2 Iout11001X1X2X10 10KAD7533: Two c

19、omplement current outputsIout1andIout2电流互补IIrefIref 22Iref 22I KX refX =1, switch to left, IXXiout1ou1t12210210IX IrefI KX refXX =0, switch to right, Iiout2ou2t12210210IIrefreIf1 1023 I102 ref 1 IrefIIout 2 2KIrefrefou1t210210102422灌入电流 Ire2f 72. AD7533 Receives Binary Codes (接收自然二进制码)VDDVrefRIout1X

20、1 X2BinarycodeR-A1+AD75333-V A220X+10Iout2V0V0= - V0AD7533使用说明：1).Iout1Iout2电流互补，不用时接地could be used either one or both. If only one of them is used, another one must be connected to ground.2). 运放实现电压输出og output voltage V0 could be got by connecting anlifier.28VDDRFB=RVrefRIout1ifX1 X2BinarycodeR-A1+

21、AD75333-V A220X+10Iout2V0Iref1 2IrefIrefiIXL10 10VR( XX)R20out122220I ref10210AD7533接收V自然二进制码的模拟输出电压I VRFSRrefref29200V 0ref10210 Exle: AD7533 receives binary codes, Vref=10V. Determine the V0to3rddecimal pla, for the following values of X1X10.10 1 10 21023V1111111111210 10 9.1024990V029 10 510. V00

22、00V100000000020V10 00000000000021017170 166 10 0.1024VV000001000121001 1V010V100.VResolution0 (001) ref210102410 1 102302Maitymax2109.1024 9900 V10V303. AD7533 Receives Shift Codes Circuit (接收偏移码电路)VDDifVrefRIout1X1 X2ShiftcodesR- I AD75333-refA1+V A220X+102RV0- Vref偏移电路, 形成偏移电流，可直接接收偏移码偏移电路：外接一个负参考

23、电源，产生一个与最高权电流(Iref数量相等，极性相反的电流由运放得到双极性模拟输出./ 2).31VDDVrefifRIout1X1 X2ShiftcodesR-A1+AD75333 I -refV A220X10+2RV0- VrefI refI ref ( IV) R(IIref)R0out 1FBout 122IrefIrefIIrefVV(refLX)RI)R( XX00ou11 22102221022AD7533 receive shift codes:209 2V V10V= IR0ref210refref分子前部分是十位二进制数按权展开，不再考虑符号位(已在偏移电流中考虑了)。

24、32Exle： AD7533 receives shift codes, Vref =10V. Determine theog output V0 for the following values of X1X10.101 9 22 19251102104 . 99V010X1-X10=111111111110V1024210ent: 01111111112s complem+ 511 = (29) 191 9 212V010100 01X1-X10=0111111111.V21010242s complement: 1111111111原码 1000000001 19292V0100X1-X

25、10=1000000000VVO210029V02105 X1-X10=000000000010VViD239 2 489V010104. 78X1-X10=0000010111V2101024334. AD7533 Receive 2complement Circuit (接收补码)将偏移码电路的符号位取反，就可以接收补码。VDDifVrRefIout1X1 X21R-A1+2s complementAD75333- Iref+ A22X2RV010V0- Vrefog output voltage V02902VrVef10Note: X1021034Exle:AD7533 receive

26、s 2s complement, Vref=10V. Determine theV0 to 2nddecimal pla values of X1X10.(小数点后两位 for the following ),291 9 21V10 010 01X -X=1111111111010.V1100210)2( 1原码：1000000001101902 (29211)V010.499VX1-X10=011111111112102102929V0100VX1-X10=00000000001X1-X10=10000000000210029V02105 V1035V 0 rVef2 02910210小结

27、DAC权电阻DAC2Vref0n2n22V0RfRFSRT形DAC倒T形DAC36VVrefn 20o RRf2nVVrefn 20o RRf2n小结 AD7533AD7533 接收自然二进制码AD7533 接收偏移码AD7533 接收补码V370 29ref2102209V0Vref 1021020V0 Vref 102109.2.29.2.38位CMOS集成DACDAC0832数模转换的主要技术指标转换精度，转换速度（略）分辨率转换误差线性误差1转换精度表达方法（1）ResolutionS = LSB或 S= LSB Vomax 分辨率1S 一个 n 位 DAC 分辨率S为2n 111例如

28、10位DAC的分辨率为：S 0.1%210 1102338另一种定义：Bits of converter : 8 bit , 10 bit分辨率是转换器分辨模拟信号的灵敏度（2）ConverErrors转换误差绝对误差实测输出值与理论输出值之差实测输出值与理论输出值之差相对误差（相对精度）满刻度值（3）Linearity Errors线性误差（不是严格的线性）LSB 的倍数FSR 的百分数表示输出（A）与输入（D）线性关系的误差采用392转换速度D/A的转换速度（转换时间或建立时间）DAC转换网络的延迟时间运算放大器的电压变化速率 SR (V/s)取决于DAC的建立（转换）时间 tset ：

29、1 LSB2从输入数字量发生变化开始，到输出进入稳态值范围之内所需的时间称为建立时间。手册上给出的通常是全 0 跳变到全 1 所需的时间。40 9.3ADC模数转换电路ADC:（特点）1) No correspondence:(DAC 一对一,ADC则不是) ties in a rangeone digital code3-bit ADCVOD111110101100011010001000 一个数一段连续量（范围） 1 1 LSB 001 82有舍有入 78VIA0 518LSB 101 822）Convererror:转换误差，也称固有误差 (Inherent error)419.3.1A

30、DCOperationog: continuousties 连续量Digital: discrete codes 离散量ADCcontinuousties 连续量discrete codes 离散码A/D converpros includes:Sling采样Holding保持fying量化Coding编码ADC circuitsling-holding circuit42SlingV876543210采样脉冲到来时采出一系列分散的值（模拟量）,并保持og inputvoltagetsling采样频率不能太低pulses43fying:Group accordingog voltages to

31、 discrete levels to some rules.经采样-保持电路得到的模拟电压值按照某种方式归化到相应的离散电平上，这一过程称为数值量化.Coding:Express values in codes.量化后的数值用代码表示出来，这一过程称编码。fying:Step minimum unit.量化阶梯S：量化过程中所采取的最小数量fying errors采用的量化方式不同，误差也不同。Rounding-off Method四舍五入方式量化方式有两种：No-carry Method只舍不入方式441. Rounding-off Method四舍五入法V0D注:3 位ADC若将分母定义

32、为(23-1)=7, 有7s1111101011000110100010006sFSR 最大输出1115s4s若将分母定义为23=8, 有3s2sFSR 10001sViA0s而最高数字输出111只能对应017273757677 747FSR(FSR - LSB) 7/88 steps为了使FSR与最大数字输出（111）对应, 取分母 (23-1) = 745VOD定义出 23 = 8 个量化阶梯(0s 7s). 阶梯为7s1111101011000110100016s5s4s3s2s两阶梯之间为比较电平:1sV0siA 1 ,14 3 , 1413 FSR14000 017273757677

33、747FSR7 114(0 FSR)0s000001fyingcodingog voltage( 1 3FSR)1s5s1414( 9 11 FSR)101461414s 1FSR2 n 12.No-carry Method只舍不入方式8 stepsVOD7s定义23 个阶梯,阶梯差为1111101011000110100010006s5s4s3s2s1sViA0s01858688 FSR82838487810s000(0 FSR)8og voltage(1 2 FSR)881s00147s 1FSR2 n9.3.2 Flash ADC(Simultaneous ADC)并行比较ADC是直接式

34、ADC1.Rounding-olash ADC (有舍有入并行比较ADC)Reference voltageVref8 resistors : 7 R (values)113Circuit(P206,图9.16) V14rVefL分压出比较电平：Steps ( 0s 7s)ref14+- :+ - :C=1 C=07 comparators模拟输入电压Vin (与Vref 比较)48Vref+- :+ Q7+ref6s14=1 6R-C+MSBX111 V7654D Q6ref614R5s5=1 9 -V14 ref4sC5D Q5+R 4=17632-7 VC4Dref14Q4+X2R3s

35、3=1- 5 Vref142sC3DQ+3R 27531=1-C+ 3 VX3LSBDref142Q2R 11s=1- 1 C1DVref140sQ1R2+VinEncoder 优先编bufferCLK49 1 1 1输入信号Vin在不同范围内转换成对应的数字量, 真值表如下:看出:Vin在第几号阶段内, 输出数字就是几.50equivalentog inputs Vincomparator outputsC7 C6 C5 C4 C3 C2 C1Output 1 XORgatesOutputs X1 X2 X3ingfyerrorin0 V 1 Vin14ref0s0000 0 0 0 0No

36、0 0 01 V14 ref13V ref VinrefV14141s1 FSR7000 0 0 0 1#10 0 1 1 V14 ref3 V5V V refinref14142s2 FSR7000 0 0 1 1#20 1 0 1 V14 ref57V ref VinrefV14143s3 FSR7000 0 1 1 1#30 1 1 1 V14 ref79V ref VinrefV14144s4 FSR7000 1 1 1 1#41 0 0 1 V14 ref9 V11VV refinref14145s5 FSR7001 1 1 1 1#51 0 1 1 V14 ref1113V ref

37、 VinrefV14146s6 FSR7011 1 1 1 1#61 1 0 1 V14 ref13 VV V refinref147sVref111 1 1 1 1#71 1 1 1 V14 refExle:5-bit 有舍有入 ADC, Vref = 31V, R=1k. 计算:1). Vin= 23.3V,2). Vin= 18.7V,X1X2X3X4X5 = ?X1X2X3X4X5 = ?3). IfX=10101, Vin=?V（?等效）inVref31 1 Solution:s V2 1531Vin 23.31).V =23.3V,X X X X X =1011123.323sin

38、12345s118. 72).Vin=18.7V,19sX1X2X3X4X5 =1001118.7121Vin1 V21V3). X=10101,(21)21s 12V =20.5 21.5VV()sinin512. No-carry Flash ADC(只舍不入并行比较ADC)circuitVref电路其他部分与有舍有入电路相同7s788 resistors:8RVref6s6 V分压,比较电平:178V8Vref85srefref5V8refV8ref4s得到阶梯: 0s 7s43s3V8ref2输入模拟电压 V与比较电平in2s比较，转换成相应的数字量Vref81s1 Vref80s52

39、RRRRRRRR只舍不入并行比较 3 位 ADC 转换真值表53VinstepsVinX1X2X3Errors0V1Vin8refV1 V2V8 refin 8ref23Vref V in refV88V3V4V8 refin 8ref45Vref V in refV8867Vref V in refV8867Vref V in refV887V refVinVref80s 1s 2s 3s 4s 5s 6s7s01 V8 ref2 V8ref3 V8 ref4 V8ref5 V8 ref6 V8 refVref0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11

40、 V8 ref1 V8 ref1 V8 ref1 V8 ref1 V8 ref1 V8 ref1 V8 ref1 V8 refEx算：le: 4-bit 只舍不如 ADC, Vref =32V, R=1k.计1). Vin=8.9V, X1X2X3X4 = ?2). Vin=25.6V, X1X2X3X4 = ? ?3). If X1X2X3X4=1001, Vin=?VinVref 32Solution:s2V24169 .Vin8.1). Vin=8.9V,4sX1X2X3X4= 0100445s225. 62). Vin=25.6V,X1X2X3X4= 110012.812s29 Vin

41、V182V3). X=1001,(9) 9s(V inVin= 18 20VVin s)54并行比较 ADC (flash ADC)优点:速度快(并行)缺点: 硬件庞大2828= 256resistors8-bit flash ADC 1 = 255255 2 = 254comparatorsD-FFs288XORgatesates559.3.3 Parallel/Serial ADC并/串型ADC以8-bit 并/串型ADC为例,是用两个4位并行ADC串接Vin4位并行ADC, 只舍不入Vin有舍有入4位并行ADCVinV inhigh 4-bit延迟相减low 4-bit56Output

42、8-bitBuffer (缓冲)Rounding-off flash ADC (4-bit)delayMinus Vin- VinDACNo carry flash ADC (4-bit)过程:1).高4 位ADCVinX1X2X3X4Vin先进入高 4 位比较,得到高 4 位的二进制数(只舍不入)DACX1X2X3X4Vin2).把得到的 4 位二进制数经 DAC 转换成模拟量Vin3).( Vin-V) = Vinin延迟后的信号与模拟量相减Vin低4 位ADC4).X5X6X7X8差值送入低 4 位并行ADC,得到4位二进制数(有舍有入)输出 8 位: X1X2X3X4X5X6X7X85

43、).57Vs ref2 2 n 1Vs ref12nExle:8-bit Parallel /Serial ADC, the range of Vin is 0 8.27V. If Vin=5.58V,determine the 8-bit outpode X1X2X3X4X5X6X7X8=? (Obtainaccuray the 2nddecimal plain each step of calculation)8位并/串ADC, Vin范围0-8.27V, 若 Vin=5.58V, 求输出8位二进制数 X1X2X3X4X5X6X7X8 (各步计算取小数点后两位)high 4 bits no

44、-carry, Vref = 8.27V, (Vin 范围08.27V)Solution:V8.27fying steprefs 0 .1652V124Vin5.5810.7310s1010(high 4 bits)s1 0.52V101s 052510.20VinV5 V.58 V5. V020.38低4位需要量化的部分Vinininin58V0 s. 52Vlow 4 bits rounding-offref1V 0.52stepref0 . 03sV2 14215V 0.38in1213s1101(low 4 bits).67s2 0.038-bit outpode X1X2X3X4X5

45、X6X7X8 =1010 11015.58VVref= 8.27VVin4位并行ADC, 只舍不入Vref =0.52V有舍有入4位并行ADC5.20VVin0.38VVinVin5.58Vhigh 4-bit 10101101low 4-bitOutput 8-bit1010 110159Buffer (缓冲)Rounding-off flash ADC (4-bit)delayMinusVin- VinDACNo carry flash ADC (4-bit)10109.3.4逐次用天平称物体重量近型ADC(逐位比较型 ADC)从最重的砝码开始试放，与被称物体进行比较。同样思路，逐次比较型

46、A/D转换器将输入模拟信号与不同的参考电压做多次比较，使转换所得的数字量在数值上逐次 近输入模拟量对应值。1st CLKMSB of registerViVOset 1 (置1）Input of the register : 100VO (og)D/AVOVicompareIf VO ViIf VO ViRemoves the “1”Remains the “1”同样方法处理后面每一位数字，直到最低位比较完为止。这时寄存器里所存的数码就是所求的输出数字量。60三位逐次比较ADC电路, FA, FB, FC set 0FF1FF5: Q1Q2Q3Q4Q5 = 10000电压比较器VoVi, V=

47、1 VoVi, V=0三位数码寄存器转换控制信号VL变成换开始。以后，转FF1FF5ring register (shift right)控制逻辑电路Gates G1G9611st CLK寄存器FA=1, FB=FC=0QAQBQC= 100D/AVOCompare with ViIf VoVi，then V = 1If VoVi，then V = 0The register shift right one bit,Q1Q2Q3Q4Q5 = 01000QAQBQCF F F ABC2nd CLKFB=1, FC=0FA=? 若原来 V=1（VoVi）S=0 R=1F :Q = 0 （清零）AA

48、S=0 R=0若原来V=0（V V ）F :Q = 1 (保持)AAoi同时移位寄存器右移一位，变为00100。623rd CLKFC = 1若原来 V=1，FB 置 0， QB = 0 ；若原来V=0，FB 的1保留, QB =1.同时移位寄存器右移一位，变为00010。4th CLK若原来 V=1, QC = 0;若原来 V=0, QC = 1.这时FA、FB、FC 的状态就是所要的转换结果。QAQBQCFAFBFC同时移位寄存器右移一位，变为00001状态。由于Q5 = 1，于是FA、FB、FC 的状态通过门G6、G7、G8 送到了输出端。63例9.11 在8位逐次比较A/D转换器中，若

49、Vref = 8.760V，时钟频率f=100kHz，当输入模拟量Vin= 6.420V时，求（1）电路输出数字量X=？；（2）转换时间？解：(1)8位逐次比较只舍不入阶梯：s=Vref/28=8.760/256 = 0.034VVin/s =6.420/0.034 = 188.82188 X=(10111100)2转换时间 t =（n+2）TCLK= （8+2）0.0110-3(2)= 10-4s = 100s9.3.5 Dual-Slop ADC(双积分ADC)VO 0, VC = 0K 2comparatorVO 0,VC = 1V inV refViR-A-+K1+C1VOVC Q =

50、0,negratorK1VinQn-1QQn TnCLKn-bit counter&Qn=1,K1VrefCLK LLLLQ1 Q0Qn-1Qn:carry out进位(溢出)信号n-bit counter, Qn-1 Q065CK 2ViVVRin-A1-+K 1ref+VOC VCQn-1Q TCLKnn-bit counter&CLKLLLL TcQ1 Q0Qn-1Operation pros:(采样阶段) 定时积分Vi+ Vin1. Sling stepswitch on K2, C discharge. K2 switch off K2瞬间闭合后再打开counter reset (c

51、lear), Q=0, K1Vin第一次积分开始,积分器在固定时间间隔(0 t1)内对Vin积分t10tVOt10t1tC chargeif Vin constant ( Vin ) (input)V0t1 constant (output)66CK 2comparatorViVVRin-A1-+K 1ref+VO 0, VC = 0CVOV CVO 0,VC = 1Qn-1Q TCLKnn-bit counter&CLKLLLL TcQn-1Q1 Q0VO from 0Vi+ VinVO 0,VC = 1t10AND gate openCLK= CLK, begin countingtVOt

52、1When t = t ,1t10t计数器收到（2n-1）个CLK，Qn-1 Q0from00 to 11,T = 167CK 2ViVRin When 2nth CLKcomes, counter clear (goes to 0),-A1V ref-+K 1+CVVCO Qn-1Q TCLKnn-bit counter&Qfrom 0 to 1.nCLKLLLL TcVi = - Vref由积分的原理, 得到输出VO 公式:Qn-1Q1 Q0Vi+ Vint111t1VO Vindt RC Vin 2 TCn0tRC0采样点绝对值VO10t12nTC = ( t1 0)2n: 计数器模tVin 越大, 采样点的绝对值越大.|VO| Vin68CVi这一段积分也称定时积分, 在固定时间(2nTC) 积分, 电路确定, 时间间隔确定.+ Vint10在t = t 时, 采样结束,