《数字电子技术基础》课件第9章ADC、DAC

第九章数模和模数转换器

计算机和微处理器在电子系统中的应用已经非常普遍，为了能把模拟信号输入计算机或微处理器进行数据处理，就要把模拟信号转换成数字信号。把模拟信号转换成数字信号的电路称为A/D转换器（Analog─DigitalConverter），也称为ADC。另外，有的电子系统也需要把数字信号转换成模拟信号进行输出，把数字信号转换成模拟信号的电路称为D/A转换器（Digital─AnalogConverter）。也称为DAC。一、A/D和D/A转换器的方法

tV(t)4321000001000000001100000010A..BC00000011VB=3V模拟信号模数转换器A/D数模转换器D/A3VA/D和D/A转换器在现代电子技术各个领域的应用非常广泛。在此，我们用一个简单的测量和控制一个容器中水的温度系统为例，来简单说明A/D和D/A转换器的应用。

0011010010110101加热棒温度传感器

调理电路A/D转换D/A转换微处理器液晶显示功率放大按转换形式来分类：

A/D转换器的类型可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大类。在直接A/D转换器中，输入的模拟信号直接被转换成相应的数字信号；而在间接A/D转换器中，输入的模拟信号先被转换成某种中间变量（如时间、频率等），然后再将中间变量转换为最后的数字量。按输出数字信号的形式来分类：A/D转换器有并行输出和串行输出两种类型。

二、A/D转换器的分类三、A/D转换器的输入与输出的关系式中，x表示模拟输入信号，n为A/D转换器的位数，y表示数字输出（n位表示），VREF为基准电压。

性能指标是选择使用A/D转换器和D/A转换器的重要依据，在性能指标中A/D和D/A转换器的转换分辨率（或位数）和转换时间（或转换速度）是最重要的两个参数。

A/D转换器的技术指标有：分辨率、量化误差、采样速率、信噪比（SNR）、失真系数、温度系数、转换时间、参考电压、输入动态范围、功耗等。四、A/D转换器的主要技术指标

分辨率指A/D转换器在转换过程中能分辨输入模拟信号的最小量，它与A/D转换器的位数有关。一个输出为n位二进制数的A/D转换器，能区分输入模拟信号2n个不同量级。如果输入信号是电压，能区分输入模拟电压的最小分辨率为=19.53（mV）1．分辨率例如，两个A/D转换器的输出分别为12位和8位，允许输入模拟信号的电压范围都为0-5V，则其分辨率分别为多少？对于输出为8位的A/D转换器，其满量程也是5V分辨率==1.22（mV）分辨率==19.53（mV）

解：对于输出为12位的A/D转换器，其满量程是5V

转换时间是表征一个A/D转换器的转换速率。转换时间是指从接到转换启动信号开始，到输出端获得稳定的数字信号完成一次转换的时间。

2．转换时间

采样速率是采样时间的倒数。采样时间是指两次转换的间隔，采样时间必须大于或等于转换时间。有人习惯上将转换速率在数字上等同于采样速率，常用单位是KSPS和MSPS，分别表示每秒采样千次和百万次。3.采样速率D/A转换器的类型有权电阻网络D/A转换器，倒梯形电阻网络D/A转换器等。此外根据D/A转换器输入数字信号的方式，有并行输入和串行输入两种类型。式中，x表示数字输入（n位二进制表示的十进制值），n为D/A转换器的位数，y表示模拟输出信号，VREF为基准电压，G为增益。五、D/A转换器的分类D/A转换器的输入与输出的关系可以表示为

六、D/A转换器的主要技术指标1．分辨率指输入数字量从全0变化到最低有效位为1时，对应输出可分辨的电压变化量△V与最大输出电压Vm之比，即：分辨率越高，转换时对输入量的微小变化的反应越灵敏。在电路的稳定性和精度能保证时，分辩率与输入数字量的位数n有关，n越大分辨率越高。分辨率

转换