数模与模数转换器

D/A转换器把数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器，简称D/A转换器一、到T形电阻网络D/A转换器Di=1时，Si接运算放大器的反相端Di=0时，Si接地优点：较高转换速度2R2R2R2R2RI16I16I8I4I2I+VREFS0S1S2S3RfAiΣvOD0D1D2D3(MSB)(LSB)RRRI8I4I2二、集成D/A转换器----介绍AD7533D0D1D2D7D8D9S0S1S2S7S8S92R2R2R2R2R2R2RRRRRR=10KΩAD7533内部电路CMOS模拟开关电路三、权电流型D/A转换器权电流型D/A转换器的原理电路目的：提高转换精度vOAiΣRfI2I4I8I16-VREFS0S1S2S3D0D1D2D3(LSB)(MSB)1、权电流型D/A转换器原理2、实际的权电流D/A转换器电路四、D/A转换器的输出方式大多数D/A转换器芯片输出量为电流，若转换成电压，须外接输出电路1、单极性反相输出倒T形电阻网络D/A转换器D0D1Dn-1VREFvORfiΣ2、单极性同相输出倒T形电阻网络D/A转换器D0D1Dn-1VREFvOiΣR2R1R单极性D/A转换器中，数字量D无极性3、双极性输出D/A转换器当D为有极性数字量时，也应转换为正、负极性的模拟量双极性D/A转换常用的编码有：（1）偏移二进制码；（2）2的补码；（3）符号—数值码（符号位加数值码）十进制数偏移二进制码模拟量vo/VSLBD7D6D5D4D3D2D1D01271111111112712611111110126………11000000110100000000-101111111-1………-12700000001-127-12800000000-128偏移二进制码形式实现该表的电路该怎么连?8位偏移二进制码编码形式及模拟量输出将单极性8位D/A转换器的输出电压减去80H所对应的模拟量VREF/2就可得到极性正确的偏移二进制码输出电压D38位倒T形电阻网络D/A转换器

VREFR=RfR1R12R1A1A2D7D6D5D4D2D1D0偏移二进制码iΣvOv12的补码形式十进制数2的补码偏移二进制码模拟量vo/VSLBD7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D012701111111111111111271260111111011111110126…………100000001100000011000000000100000000-11111111101111111-1…………-1271000000100000001-127-1281000000000000000-128比较表中2的补码与偏移二进制码发现:只要将8位2的补码加80H,并舍弃进位即可得偏移二进制码。实现2的补码加80H很简单,只需将高位求反即可。由此越可得夹到采乖用2圣的补屈码输发入的混8位惧双极投性输剧出D/啦A转换戏电路D38位倒T形电阻网络D/A转换器

VREFR=RfR1R12R1A1A2D7D6D5D4D2D1D02的补码iΣvOv11五、D/宽A转换玻器的核主要舍技术减指标1、损分辨湾率分辨躬率通较常用D/道A转换字器的福最小惠输出洞电压鲜与最经大输搁出电尾压的送比值筛来表口示。如：辨10状位D/激A转换蛾器的璃分辨旬率为广：分辨验率反赏映了D/园A转换细器分干辨输个出最筒小模院拟电剩压的揭能力黑。输污入数升字量峡位数刻愈多束，分漆辨模尚拟电对压的祝能力个愈强狱，即区分辨献率愈近高。次所以浇实际最中，分辨杀率也循可用虹输入乡丰二进梨制数荷的有赔效位教数表臭示。如：席10集位D/装A转换沟器，坟其分活辨率内为1贩0位突。分辨扫率表猪示D/执A转换捏器在先理论甩上可椒达到器的精郑度2、索转换品精度由于DA得C中各改元件众参数扭值存柜在误较差，剩基准寻电压初不够征稳定擦和运弱算放状大器赖的零劈燕漂等山各种扒因素遗的影有响，吨使得D/与A转换句器实笨际输典出的捧模拟陡量与匀理想宰值之趴间存突在误泉差，刮因而惕，将支这些觉误差吨的最最大值沸定义勤为转换渔精度。转换瘦误差驳有比正例系柱数误述差、笼失调康误差硬和非仰线性抚误差护等。比例佣系数缎误差是指您实际概转换卷特性浓曲线山的斜宗率与示理想洒特性乘曲线酒斜率津的偏泻差。如：谎在n位倒T型电序阻网舅络D/洪A转换烘器中背，当VRE啄F偏离消标准惜值ΔVRE趣F时，枯就会狭在隆输出享端产成生误亏差电释压ΔVo可见拾，由ΔVRE笛F引起后的误宋差属网于比赴例系示数误持差。理想实际比例系数误差3位D/A转换器的比例系数误差失调属误差由运燥算放熄大器摧的零忙漂引或起，蜻其大步小与齐输入灾数字痕量无兽关。展该误盈差使还输出弦电压搅的转民移特竹性曲惊线发泊生平慰移非线南性误葱差是一滔种没找有一扒定变颗化规铃律的见误差主，一君般用械在满防刻度记范围炒内，叔偏离想理想填的转翼移特虽性的锦最大粮值来莫表示脉。引彼起原惧因较妄多，似如，写模拟鞠开关体压降欲、阻丸值等实际理想3位D/A转换器的失调误差2、承转换增速度通常菠用建脏立时仅间和孩转换国速率催两个破参数串来描遵述D/膨A转换开器的宵转换埋速度建立窃时间指输炭入数打字量稠变化窜时，屋输出圾电压态变化通到相成应稳术定电宗压值猛所需跪时间暴。一珍般用D/恐A转换流器输论入数臂字量NB从全店0变溜为全嫂1，芒输出间电压保达到鹊规定毯的误验差范才围（±LS协B/着2）时所上需时灵间表篇示转换贺速率用大株信号域工作挎状态连下，朴模拟耽电压拐变化荒率表与示3、懂温度亲系数是指馆在输约入不领变的尘情况组下，篇输出收模拟久电压紫随温邻度变抓化产孕生的把变化赏量。叠一般喊用满穴可度粮输网出条小件下产温度肯每升膀高1ºC，输出旨电压馋变化某的百友分数望作为谁温度椒系数六、D/锋A转换著器的叔应用数字缎式可轻编程预增益济控制山电路D0D1D2D7D8D9S0S1S2S7S8S92R2R2R2R2R2R2RRRRRR=10KΩ脉冲镇波产姨生电码路AD7533D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9VREFIOUT1IOUT2ARf-10VCEPQ0Q1Q2Q3CPD0D1D2D374LVC163CETPECR&1000000010010001101000101011001111000100100000001D1023456789A/命D转换径器把模稀拟信炎号转税换为胞数字膝信号介的电驼路成批为模互数转辨换器歇，简雄称A/惯D转换很器一、A/管D转换英的一扑般工贱作过蜜程A/汁D转换泽一般爷要经脉过取凶样、赞保持庙、量筛化、战编码感4个君过程1、摩取样伴与保曾持取样荣是将闪时间拼连续册变化尺的模躺拟量古转换愧为时吴间离桶散的萍模拟笛量vI(t)vO(t)S(t)TGvI(t)vO(t)S(t)000ttt取样忘定理典：设薄取样浮信号S(t)的频押率为fs，输入现模拟动信号vI(t)的最忧高频声率分啄量的摘频率冠为fim峰ax，则fs与fim忍ax必须答满足溜下面音的关推系fs≥2fim刃ax将取配样电妹路每立次取百得的蹲模拟调信号捎转换训为数烟字信顿号都均需要谋一定值时间歉，为筐了给韵后续习的量崖化编慰码过凤程提史供一腐个稳现定值具，每鹅次取辛得的颜模拟螺信号衣必须世通过萝保持肥电路霸保持苗一段序时间取样才—保姓持电李路t0时刻S闭合沟，CH被迅别速充亭电，株电路增处于蓬采样伟阶段没。由忠于两午个放权大器同的增挠益都啄为1援，因椒此这胆一阶归段uo跟随ui变化幻玉，即uo＝ui。t1时刻眼采样伟阶段洁结束浩，S断开帖，电寇路处涌于保忆持阶迟段。想若A2的输烈入阻贞抗为捆无穷腰大，S为理版想开塘关，务则CH没有改放电纤回路汗，两勺端保逝持充点电时贯的最捞终电蜻压值钉不变屿，从首而保眼证电终路输惨出端寄的电联压uo维持何不变漆。2、撇量化补与编并码量化就是芹将取盲样—萌保持握电路纽奉的输悔出电敏压，杜按指功定要深求划垒分成阴某个各最小咸量化劳单位变（用S表示互）的瓜整数治倍。编码就是仿把量需化的职数值材用二励进制黄代码衬表示犁，这确个二档进制炼代码医就是AD锡C的输炎出。在量喇化过捡程中涉，取行样—勤保持长电路停的输族出电显压不严一定娘能被S整除而，只歇能接绕近某央一量锣化电符平，召产生诱量化阔误差钞，属段于原锣理误脱差，绞无法赔消除艰。量化府方法摆有两仔种：赖一种牌是只孙舍不筐入法吧；另悠一种扯是有软舍有定入法量化输入旬模拟裹电压编码输出阁二进城制代颗码只舍血不入羞法量化装与编偷码的催关系量化美单位纽奉:量化输入模拟电压uo量化值编码0S≤uo＜1S0S0001S≤uo＜2S1S0012S≤uo＜3S2S0103S≤uo＜4S3S0114S≤uo＜5S4S1005S≤uo＜6S5S1016S≤uo＜7S6S1107S≤uo＜8S7S111最大通量化萄误差县为s，即1敬/8V或εma悲x=1石LS捆B量化输入载模拟示电压编码输出游二进维制代慈码有舍般有入侦法量化经与编迹码的示关系量化晨单位权:量化输入模拟电压uo量化值编码0S≤uo＜0.5S0S0000.5S≤uo＜1.5S1S0011.5S≤uo＜2.5S2S0102.5S≤uo＜3.5S3S0113.5S≤uo＜4.5S4S1004.5S≤uo＜5.5S5S1015.5S≤uo＜6.5S6S1106.5S≤uo＜7.5S7S111最大样量化抓误差贝为s/送2，即1白/1孔5V或εma滔x=L坊SB利/2有舍幸有入蜜法较扶只舍恭不入直法量烘化误规差小灵，是届因为览它把乘每一路个二石进制愧代码茄所表脖示的躲模拟祥电压恩值规故定为祸它所凝对应尖的模符拟电惯压范阵围中刻心的浊缘故例：装已知费取样本—保猎持电侧路在价某一迅时刻秒的输仙出电动压为京1.闭4V，量化陪—编束码电会路的疤量化缝单位S=庄0.闪5V洽，采用叨三位拦二进荣制数腔编码盏。问（1紧）用圈只舍喊不入及法，楚输出自数字女量D=坏d2d1d0=?（2萝）用有絮舍有并入法军，输言出数杏字量D=诵d2d1d0=?解：刮已知u0=1俯.4插V，励S=丛0.托5V拔，所以（1俭）因闯为2湾.0S≤uo<3恳.0通S，uo量化修取值床2S，所以傅输出急数字地量D=津d2d1d0=0践10（2朵）因扛为2突.5S≤uo<3胸.5月S，uo量化华取值算3S，所以街输出秤数字青量D=旱d2d1d0=0打11当惕时比亡较器C7~C1输出芝状态恐为0说，在CP作用匙下，右各状沙态保融存在膝由D触发抬器构坏成的守寄存猪器中熊，经岔优先负编码释器（掌优先断级别怠最高I7,最低I1)编码贤输出兔数字姐量0柿00会;当景时C7输出毙1,C6~C1输出俯为0差，输业出数梅字量跌为0姨01详;依此裕类推二、秆并行删比较当型A/镇D转换绒器RC1C2C3C4C5C6C71DCIQ1DCIQ1DCIQ1DCIQ1DCIQ1DCIQ1DCIQCO1CO2CO3CO4CO5CO6CO7优先编码器D0(LSB)D2(MSB)D1I1I2I3I4I5I6I7CPRRRRRRR2vI组成电阻剥分压遥器电压臭比较棍器寄存蕉器编码摄器模拟输入比较器输出状态数字输出CO1CO2CO3CO4CO5CO6CO7D2D1D000000000000000001001000001101000001110110001111100001111110101111111101111111111C1C1C1三、严逐次线比较语型A/救D转换蛙器3位把逐次币逼近宣型A/灭D转换肾器相关帽逻辑众表达友式：SA=Q1RA=ucQ2SB=Q2RB=ucQ3+Q1SC=Q3RC=ucQ4+Q1d2=QAQ5d1=QBQ5d0=QCQ5各触艳发器鲜同步滔触发设3前位D/梅A转换败器输忘出：设待厅转换膨模拟突量（疑以该烘值为赔例分丽析其吨工作宣过程奸）：首先读置各责触发捎器状淡态为窄：QAQBQC=0惜00Q1Q2Q3Q4Q5=1魄00横00第1康个CP脉冲混作用尤前：SA=Q1=1亭RA=ucQ2=0SB=Q2=0悬RB=ucQ3+Q1=1SC=Q3=0拆RC=ucQ4+Q1=1d2=QAQ5=0d1=QBQ5=0旨d0=QCQ5=0第1赠个CP脉冲盒作用素后：QAQBQC=1堤00Q1Q2Q3Q4Q5=0国10祝00d2d1d0=0巩00因为所以SA=0漆RA=1棒;竖SB=1裹RB=0灶;续SC=0唐RC=0第2雷个CP脉冲米作用均后：QAQBQC=0么10Q1Q2Q3Q4Q5=0贝01栽00d2d1d0=0叮00第3迁个CP脉冲窑作用溪后：QAQBQC=0卧11SA=0酱RA=0斩;忌SB=0督RB=0移;坑SC=1阀RC=0d2d1d0=0叙00第4艳个CP脉冲工作用抓后：QAQBQC=0奶11Q1Q2Q3Q4Q5=0考00提01d2d1d0=0举11输出心数字到量（签转换巷结果麻）第5扩个CP脉冲寇作用仰后：电路威返回送到初睬始状面态Q1Q2Q3Q4Q5=1骆00殃00悄，输出方数字旺信号d2d1d0消失Q1Q2Q3Q4Q5=0搅00递10SA=0兆RA=0府;阶SB=0泰RB=0哀;芳SC=0懒RC=0基本冶原理：在凑某一姿固定屠时间竿内对陶输入陈模拟悟电压沉求积恰分，葬首先吩将输渠入电这压平飘均值芒变换难成与仓之成尾正比咬的时关间间摇隔，盖然后修，再滑利用旋时钟神脉冲神和计辅数器醉测出注此时睡间间革隔，隶得到压与输普入模真拟量纲对应手的数拦字量耽输出千。原理肥电路四、衡双积租分式A/社D转换莫器工作芒原理（1草）准坦备阶当段计数腊器清贿零；营开关S2闭合蹈，待部积分虚电容C放电忍完毕蓬后，桂再使S2断开（2竹）第让一次华积分本阶段在转招换开似始时吸（t=0)页，开关S1接通ui，积分黑器从旬0V开始悉对正ui积分联积分煌器输宽出电之压为机：同时妹由于uo<0久,则C0=1打开G门，况计数朴器对能时钟泛脉冲CP进行卖计数爆，经愈时间T1=2nTC后，傲计数旦器计社满2n个CP脉冲信，返异回0洒状态丛，并维送出歪溢出袋信号浪使S1接通蜜-VRE绍F。第一尊次积单分结辜束，伍对应搅时间T1，积分绒器输撕出电沟压（3析）第富二次旋积分抛阶段在t=T1时，见积分添器在挖第一睬次积巧分的餐基础至上，悲对-VRE夕F进行如反向臭积分与，