AD和DA转换器课件

第十章A/D和D/A转换器第十章A/D和D/A转换器110.1、D/A转换器的分类及原理（Digital-to-analogconverter）10.2、A/D转换器的分类及原理（Analog-to-digitalconverter）10.1、D/A转换器的分类及原理2一、D/A转换器1.电压输出型2.电流输出型TLC5620DAC1220DAC2902AD5390AD9763输出类型德州仪器ADI公司TLC公司10.1Digital-to-analogconverter一、D/A转换器1.电压输出型2.电流输出型TLC5620D3二.D/A转换器转换位数8位10位12位14位16位17位20位18位DAC5571DAC5574DAC5652DAC2904DAC1221DAC1220AD7224AD5315AD7390AD7840AD9779AD7111AD5680ADI公司德州仪器二.D/A转换器转换位数8位10位12位14位16位17位24工作原理1.电阻网络D/A转换器2.倒T型电阻网络D/A转换器工作模式1.串口D/A转换器2.并口D/A转换器三.D/A转换器四.D/A转换器工作原理1.电阻网络D/A转换器2.倒T型电阻网络D/A转换5D/A转换器是将不同位数的二进制的数字量转换为模拟信号输出。01111011D/A转换过程是按照不同的权，转换不同大小的01111011电压或电流。例如：1一个U二个U四个U第n位，则权为2n个UD/A转换器是将不同位数的二进制的数字量转换为模拟信号输出。61.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs0s1s2s32R4R8R16RRA+-U-U+Uo1.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs0s1s2s371.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs0s1s2s32R4R8R16RRA+-U-U+Uo1.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs0s1s2s381.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs1s0s2s32R4R8R16RRA+-U-U+Uo1.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs1s0s2s392.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R2Rs0s1s2s3d0d1d2d32.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R102.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R2Rs0s1s2s3d0d1d2d32.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R112.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R2Rs2s0s1s3d0d1d2d32.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R12D/A转换器的主要技术指标D/A转换器的主要技术指标分辨率转换误差转换时间电源抑制比指最小输出电压与最大输出电压值比指实际的D/A转换特性与理想转换特性之间的最大误差。指从输入数据信号到输出稳定的模拟电压或电流所需的时间。指输出电压的变化与相对的电源电压变化之比。更新率或取样率指每秒钟给D/A转换输入数组的次数。D/A转换器的主要技术指标D/A转换器的主要技术指标分辨率转13集成D/A转换器的主要引脚集成D/A转换器的主要引脚数字端口模拟端口控制端口电源端口指输出电压或电流大小的输出端口指输入数据的引脚端口，引脚多少由位数及模式决定指控制芯片完成D/A转换功能的引脚，主要有：CS、WR、REF、CLOCK等指供应芯片能量的端口，分数字端口和模拟端口AVDD，DVDD，DGND和AGND随着芯片的智能化，方便使用者的调节与校准，出现了调整端口集成D/A转换器的主要引脚集成D/A转换器的主要引脚数字端口14几个常见的D/A转换器实例数字端口模拟端口控制端口电源端口AD530112348765A0A1VoutVDDGNDSDASCLSDA几个常见的D/A转换器实例数字端口模拟端口控制端口电源端口A15几个常见的D/A转换器实例数字端口与控制端口时序关系AD530112348765A0A1VoutVDDGNDSDASCLSDASCLSDA有效有效有效无效无效PD此时，Vout有转化的数据输出。几个常见的D/A转换器实例数字端口与控制端口时序关系AD5316几个常见的D/A转换器实例数字端口模拟端口控制端口电源端口调整端口1AD5445234567891011121314151617181920Iout1Iout2GNDVDDDB11DB10DB9DB8DB7DB6DB5DB0(LSB)DB1DB2DB3DB4RFBVREF几个常见的D/A转换器实例数字端口模拟端口控制端口电源端口调17几个常见的D/A转换器实例数字端口与控制端口之间的关系。1AD5445234567891011121314151617181920Iout1Iout2GNDVDDDB11DB10DB9DB8DB7DB6DB5DB0DB1DB2DB3DB4RFBVREFdata有效无效无效无效几个常见的D/A转换器实例数字端口与控制端口之间的关系。1A18D/A转换器的新发展数据存表数据读取数据传输数据转换信号输出MCU控制，软件实现限制了转换速度硬件存表，软件选择实现DDS提高速度DirectDigitalSynthsisD/A转换器的新发展数据存表数据读取数据传输数据转换信号输出19集成D/A转换器的输出方式集成D/A转换器的输出方式1.单极性输出方式2.双极性输出方式指输入的数字量为最小到最大时输出电压全为正或全为负。指输入的数字量为最小到最大时输出电压部分为正部分为负。集成D/A转换器的输出方式集成D/A转换器的输出方式1.单极20集成D/A转换器的输出方式3.轨到轨输出方式指输入的数字量为最小到最大时输出电压几乎达到极值，偏差只有0.05v左右。集成D/A转换器的输出方式1.单极性输出方式2.双极性输出方式指输入的数字量为最小到最大时输出电压全为正或全为负。指输入的数字量为最小到最大时输出电压部分为正部分为负。输出电压的最大值与最小值总是达不到供应电压极值，存在大约0.7v偏差。电压偏差达到0.7V。集成D/A转换器的输出方式3.轨到轨输出方式指输入的数字量为21D/A转换器的小结集成D/A转换器1.输出类型2.转换位数3.转换原理4.转换模式5.输出方式D/A转换器的小结集成D/A转换器1.输出类型2.转换位数322A/D转换器的分类8位输出位数10位12位14位16位18位20位22位24位ADS7827ADS5203ADS2806ADS5423ADS1208ADS8381ADS1250ADS1212ADS1216AD7819AD7997AD7476AD7946AD7660AD7674AD7703AD7716AD776010.2Analog-to-digitalconverterA/D转换器的分类8位输出位数10位12位14位16位18位23A/D转换器的分类1、积分型是将输入电压转换位时间或频率，然后由定时器/计数器获得数字值。工作原理优点：电路简单，获得的数据分辨率高。缺点：转换精度依赖于积分时间，转换速度低。积分型种增加一级积分，变为双积分型。具有精度高，抗干扰能力强等优点。TLC7135A/D转换器的分类1、积分型是将输入电压转换位时间或频率，然24A/D转换器的分类2.逐次逼近型3、并行比较型有一个比较器和DA转换器，通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始顺序对输入的模拟信号减去转换的数字量逐次比较。采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，该方法又称为Flash型。工作原理第一位数字减去第一位数字第二位数字TLC0831TLC5510A/D转换器的分类2.逐次逼近型3、并行比较型有一个比较器和254.Σ-Δ调制型5.电容阵列逐次比较型Σ-Δ型ADC以很低的采样分辨率和很高的采样速度将模拟信号数字化，并通过使用过采样噪声整型和数字滤波等方法增加有效分辨率。电容阵列逐次比较型AD,在内置DA转化器中采用电容矩阵方式.也可称为电荷再分配型。AD7701AD7533AD7762和D7763AD77606、压频变换型是通过间接转换方式实现模数转换的。4.Σ-Δ调制型5.电容阵列逐次比较型Σ-Δ型ADC以很低26A/D转换器的分类1.串行数据输出2.并行数据输出输出数据方式3.串行-并行选用方式4.串行-并行合用方式

AD9289AD9288-100AD7914AD7760A/D转换器的分类1.串行数据输出2.并行数据输出输出数据方27A/D转换器的主要技术指标1.分辨率2.转换误差3.转换时间4.取样率以转换的数字信号的位数为分辨率。指实际输出的数字量与理论上的输出数字量之间的差别。指从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳定的数字信号所需要的时间。指每秒钟进行模数转换的次数。5.电压抑制指输入的模拟电压不变时，由于电压的波动引起的输出数字量的绝对变化值。A/D转换器的主要技术指标1.分辨率2.转换误差3.转换时间28A/D转换器的端口1.模拟输入端口2.数字端口3.控制端口4.状态端口待转换为数字信号的进入端口。将输入的模拟信号转换为计算机能识别的信号端口。决定模拟信号的转换、数字信号输出的端口。表示状态的端口。5.能量端口保证芯片在合适条件下能正常工作的端口。A/D转换器的端口1.模拟输入端口2.数字端口3.控制端口429常见的A/D转换器模拟输入端口数字端口控制端口状态端口能量端口AD781912345678161514131211109VREFVINVDDGNDBUSYDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0参考端口常见的A/D转换器模拟输入端口数字端口控制端口状态端口能量端30常见的A/D转换器时序AD781912345678161514131211109VREFVINVDDGNDBUSYDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0BUSY3.90v1100001111000011DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0常见的A/D转换器时序AD7819123456781615131A/D转换器AD7674的应用AD7674的功能框图A/D转换器AD7674的应用AD7674的功能框图32A/D转换器AD7674的应用AD7674在动态光谱中应用框图上位机IL-C6-2048C线阵CCD线阵CCD驱动电路线阵CCD前置放大电路CCD预处理与带通滤波AD7674转换电路微控制机控制AD7674的转换A/D转换器AD7674的应用AD7674在动态光谱中应用框33A/D转换器的小结AD7674在动态光谱中应用框图上位机IL-C6-2048C线阵CCD线阵CCD驱动电路线阵CCD前置放大电路CCD预处理与带通滤波AD7674转换电路微控制机控制AD7674的转换A/D转换器的小结AD7674在动态光谱中应用框图上位机IL34第十章A/D和D/A转换器第十章A/D和D/A转换器3510.1、D/A转换器的分类及原理（Digital-to-analogconverter）10.2、A/D转换器的分类及原理（Analog-to-digitalconverter）10.1、D/A转换器的分类及原理36一、D/A转换器1.电压输出型2.电流输出型TLC5620DAC1220DAC2902AD5390AD9763输出类型德州仪器ADI公司TLC公司10.1Digital-to-analogconverter一、D/A转换器1.电压输出型2.电流输出型TLC5620D37二.D/A转换器转换位数8位10位12位14位16位17位20位18位DAC5571DAC5574DAC5652DAC2904DAC1221DAC1220AD7224AD5315AD7390AD7840AD9779AD7111AD5680ADI公司德州仪器二.D/A转换器转换位数8位10位12位14位16位17位238工作原理1.电阻网络D/A转换器2.倒T型电阻网络D/A转换器工作模式1.串口D/A转换器2.并口D/A转换器三.D/A转换器四.D/A转换器工作原理1.电阻网络D/A转换器2.倒T型电阻网络D/A转换39D/A转换器是将不同位数的二进制的数字量转换为模拟信号输出。01111011D/A转换过程是按照不同的权，转换不同大小的01111011电压或电流。例如：1一个U二个U四个U第n位，则权为2n个UD/A转换器是将不同位数的二进制的数字量转换为模拟信号输出。401.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs0s1s2s32R4R8R16RRA+-U-U+Uo1.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs0s1s2s3411.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs0s1s2s32R4R8R16RRA+-U-U+Uo1.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs0s1s2s3421.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs1s0s2s32R4R8R16RRA+-U-U+Uo1.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs1s0s2s3432.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R2Rs0s1s2s3d0d1d2d32.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R442.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R2Rs0s1s2s3d0d1d2d32.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R452.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R2Rs2s0s1s3d0d1d2d32.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R46D/A转换器的主要技术指标D/A转换器的主要技术指标分辨率转换误差转换时间电源抑制比指最小输出电压与最大输出电压值比指实际的D/A转换特性与理想转换特性之间的最大误差。指从输入数据信号到输出稳定的模拟电压或电流所需的时间。指输出电压的变化与相对的电源电压变化之比。更新率或取样率指每秒钟给D/A转换输入数组的次数。D/A转换器的主要技术指标D/A转换器的主要技术指标分辨率转47集成D/A转换器的主要引脚集成D/A转换器的主要引脚数字端口模拟端口控制端口电源端口指输出电压或电流大小的输出端口指输入数据的引脚端口，引脚多少由位数及模式决定指控制芯片完成D/A转换功能的引脚，主要有：CS、WR、REF、CLOCK等指供应芯片能量的端口，分数字端口和模拟端口AVDD，DVDD，DGND和AGND随着芯片的智能化，方便使用者的调节与校准，出现了调整端口集成D/A转换器的主要引脚集成D/A转换器的主要引脚数字端口48几个常见的D/A转换器实例数字端口模拟端口控制端口电源端口AD530112348765A0A1VoutVDDGNDSDASCLSDA几个常见的D/A转换器实例数字端口模拟端口控制端口电源端口A49几个常见的D/A转换器实例数字端口与控制端口时序关系AD530112348765A0A1VoutVDDGNDSDASCLSDASCLSDA有效有效有效无效无效PD此时，Vout有转化的数据输出。几个常见的D/A转换器实例数字端口与控制端口时序关系AD5350几个常见的D/A转换器实例数字端口模拟端口控制端口电源端口调整端口1AD5445234567891011121314151617181920Iout1Iout2GNDVDDDB11DB10DB9DB8DB7DB6DB5DB0(LSB)DB1DB2DB3DB4RFBVREF几个常见的D/A转换器实例数字端口模拟端口控制端口电源端口调51几个常见的D/A转换器实例数字端口与控制端口之间的关系。1AD5445234567891011121314151617181920Iout1Iout2GNDVDDDB11DB10DB9DB8DB7DB6DB5DB0DB1DB2DB3DB4RFBVREFdata有效无效无效无效几个常见的D/A转换器实例数字端口与控制端口之间的关系。1A52D/A转换器的新发展数据存表数据读取数据传输数据转换信号输出MCU控制，软件实现限制了转换速度硬件存表，软件选择实现DDS提高速度DirectDigitalSynthsisD/A转换器的新发展数据存表数据读取数据传输数据转换信号输出53集成D/A转换器的输出方式集成D/A转换器的输出方式1.单极性输出方式2.双极性输出方式指输入的数字量为最小到最大时输出电压全为正或全为负。指输入的数字量为最小到最大时输出电压部分为正部分为负。集成D/A转换器的输出方式集成D/A转换器的输出方式1.单极54集成D/A转换器的输出方式3.轨到轨输出方式指输入的数字量为最小到最大时输出电压几乎达到极值，偏差只有0.05v左右。集成D/A转换器的输出方式1.单极性输出方式2.双极性输出方式指输入的数字量为最小到最大时输出电压全为正或全为负。指输入的数字量为最小到最大时输出电压部分为正部分为负。输出电压的最大值与最小值总是达不到供应电压极值，存在大约0.7v偏差。电压偏差达到0.7V。集成D/A转换器的输出方式3.轨到轨输出方式指输入的数字量为55D/A转换器的小结集成D/A转换器1.输出类型2.转换位数3.转换原理4.转换模式5.输出方式D/A转换器的小结集成D/A转换器1.输出类型2.转换位数356A/D转换器的分类8位输出位数10位12位14位16位18位20位22位24位ADS7827ADS5203ADS2806ADS5423ADS1208ADS8381ADS1250ADS1212ADS1216AD7819AD7997AD7476AD7946AD7660AD7674AD7703AD7716AD776010.2Analog-to-digitalconverterA/D转换器的分类8位输出位数10位12位14位16位18位57A/D转换器的分类1、积分型是将输入电压转换位时间或频率，然后由定时器/计数器获得数字值。工作原理优点：电路简单，获得的数据分辨率高。缺点：转换精度依赖于积分时间，转换速度低。积分型种增加一级积分，变为双积分型。具有精度高，抗干扰能力强等优点。TLC7135A/D转换器的分类1、积分型是将输入电压转换位时间或频率，然58A/D转换器的分类2.逐次逼近型3、并行比较型有一个比较器和DA转换器，通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始顺序对输入的模拟信号减去转换的数字量逐次比较。采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，该方法又称为Flash型。工作原理第一位数字减去第一位数字第二位数字TLC0831TLC5510A/D转换器的分类2.逐次逼近型3、并行比较型有一个比较器和594.Σ-Δ调制型5.电容阵列逐次比较型Σ-Δ型ADC以很低的采样分辨率和很高的采样速度将模拟信号数字化，并通过使用过采样噪声整型和数字滤波等方法增加有效分辨率。电容阵列逐次比较型AD,在内置DA转化器中采用电容矩阵方式.也可称为电荷再分配型。AD7701AD7533AD7762和D7763AD77606、压频变换型是通过间接转换方式实现模数转换的。4.Σ-Δ调制型5.电容阵列逐次比较型Σ-Δ型ADC以很低60A/D转换器的分类1.串行数据输出2.并行数据输出输出数据方式3.串行-并行选用方式4.串行-并行合用方式

AD9289AD9288-100AD7914AD7760A/D转换器的分类1.串行数据输出2.并行数据输出输出数据方61A/D转换器的主要技术指标1.分辨率2.转换误差3.转换时间4.取样率以转换的数字信号的位数为分辨率。指