第9章-数模与模数变换器

数字电路

第9章数模与模数转换器张延军北京理工大学

本章内容9.1数模转换器9.2模数转换器January16,20232

数模转换器January16,20233

数模转换器（DigitalAnalogConverter，DAC）：输入数字量，输出与输入数字量成比例关系的模拟量DAC示意图DAC输入--输出特性示意图权电阻型DACJanuary16,20234

权电阻型DAC5DAC的分辨率权电阻型DAC对于n位权电阻式DAC，当RF=R/2时January16,20236

权电阻型DACJanuary16,20237

缺点：电阻取值范围大，制造困难R-2RT型电阻网络DACJanuary16,20238

倒T型电阻网络ADCJanuary16,20239

DAC的主要参数DAC的分辨率DAC输出电压的最小幅度间隔位数n越大，分辨率越高绝对分辨率：ΔV=VREF/2n=Vomax/(2n-1)相对分辨率：ΔV/Vomax=1/(2n-1)DAC的转换误差比例系数误差失调误差非线性误差January16,202310

DAC的比例系数误差比例系数误差：由参考电压VREF偏离标准值而产生的误差January16,202311

DAC的失调误差失调误差：零漂引起的误差January16,202312

DAC的非线性误差非线性误差：无法预测、不能定量分析的误差参考电压的波动电阻网络中电阻的误差电子开关导通电阻的分散性运算放大器的非理性特性……January16,202313

DAC的用途—数控增益放大器VI接至VREF处电阻网络和反馈网络互换January16,202314

DAC的用途—波形发生器加法计数器→负向锯齿波减法计数器→正向锯齿波可逆计数器→三角波January16,202315

模数转换器January16,202316

模数转换器（AnalogDigitalConverter，ADC）：输入模拟量，输出数字量。采样保持量化编码采样保持January16,202317

输入模拟信号及取样脉冲取样后时间上离散的模拟信号采样保持电路电容C的取值很重要January16,202318

量化与编码将时间离散、取值连续的信号变成取值也离散的信号January16,202319

并行比较式ADC20电阻的选择？采用优先编码器并行比较式ADCJanuary16,202321

输入电压VI量化电平比较器输出编码器输出C7C6C5C4C3C2C1

D2D1D0[0,VREF/15)00000000000[VREF/15,3VREF/15)2VREF/150000001001[3VREF/15,5VREF/15)4VREF/150000011010[5VREF/15,7VREF/15)6VREF/150000111011[7VREF/15,9VREF/15)8VREF/150001111100[9VREF/15,11VREF/15)10VREF/150011111101[11VREF/15,13VREF/15)12VREF/150111111110[13VREF/15,VREF)14VREF/151111111111并行比较式ADC优点：转换速度快缺点：随着位数增加，电路规模急剧增大January16,202322

计数式ADCJanuary16,202323

量化误差为DAC的分辨率转换速度慢适用于转换速度要求不高但量化精度高的场合逐次比较式ADCJanuary16,202324

双积分式ADCJanuary16,202325

双积分式ADCJanuary16,202326ADC的参数分辨率使输出数字量最低位变化1所对应的输入模拟量的变化量，用ΔV或ADC的位数n表示。 VREF=2nΔV某10位ADC