电子技术 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 教学课件 作者 王建珍 11.ppt

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1、授课教师：电子技术Chapter11数-模和模-数转换§11.1概述§11.2数-模转换器（DAC）§11.3模-数转换器2021/8/252电子技术§11.1概述把电模拟量转换成数字量的过程称为“模-数转换”。完成模-数转换的电路称为模-数转换器，简称ADC（是Analog-DigitalConverter的缩写）；经数字系统处理后的数字量，要求再转换成模拟量，以便实际使用（视、听），这种转换称为“数-模转换”。完成数-模转换的电路称为数-模转换器，简写为DAC（是Digital-AnalogCon

2、verter的缩写）。2021/8/253电子技术§11.1概述图11-1典型数字系统框图2021/8/254电子技术常见DAC转换器，有权电阻网络DAC转换器，倒T形电阻网络DAC转换器、权电流型DAC转换器、权电容网络DAC转换器以及开关树型DAC转换器等几种类型。11.2数-模转换器（DAC）§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/255电子技术ADC转换器，可分直接ADC转换器和间接ADC转换器两大类。直接ADC转换器：输入的模拟电压信号直接被转换成相应的数字信号；间接ADC转换器：输入

3、的模拟信号首先被转换成某种中间变量（例如时间、频率等），然后再将这个中间变量转换为输出的数字信号。11.2数-模转换器（DAC）§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/256电子技术在DAC转换器数字量的输入方式上，又有并行输入和串行输入两种类型。在ADC转换器数字量的输出方式上，也有并行输出和串行输出两种类型。11.2数-模转换器（DAC）§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/257电子技术设DAC转换器的输入是一个n位的二进制数D，它可以表示成按权展开式11.2.1数-模转换原理及组

4、成1．数-模转换原理D' =Dn－1× 2n－1+Dn－2× 2n－2+…+D1× 21+D0× 20（11-1）DAC转换器输出是与输入数字量成正比的模拟电量A，即A=KD=K×(Dn－1×2n－1+Dn－2×2n－2+…+D1×21+D0×20)§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/258电子技术式中K为转换比例系数，DAC转换的过程实现了把输入数字量的每一位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，即可得到与该数字量成正比的模拟量，从而实现数-模转换。DAC转换器输

5、出是与输入数字量成正比的模拟电量A，即A=KD=K×(Dn－1×2n－1+Dn－2×2n－2+…+D1×21+D0×20)§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/259电子技术2．DAC的一般组成图11-3DAC转换器组成框图§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/2510电子技术11.2.2权电阻网络DAC转换器1．电路结构图11-4权电阻网络DAC转换器§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/2511电子技术2．工作原理iΣ=I0+I1+I2+I3==§11.2数-模转换器（DA

6、C）2021/8/2512电子技术3．求和运算放大器iΣ=iF又∵iF= (0－uO) /RF= −uO/RF∴输出电压uO= −iFRF= −iΣRF与式（11-2）相比较，转换比例系数（11-3）§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/2513电子技术例11-1在图11-4所示的权电阻网络DAC转换器中，设VREF=−8V，RF=R/2，试求：①当输入数字量D3D2D1D0=0001时，输出电压的值。②当输入数字量D3D2D1D0=1100时，输出电压的值。③当输入数字量D3D2D1D0=1

7、111时，输出电压的值。§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/2514电子技术解：①= 8/24(0 × 23+0 × 22+ 0 × 21+ 1 × 20) = 0.5VuO= 8/24(1 × 23+1 × 22+ 0 × 21+ 0 × 20) = 6V③uO= 8/24(1 × 23+ 1 × 22+ 1 × 21+ 1 × 20) = 7.5V§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/2515电子技术11.2.3R-2R倒T形电阻网络DAC转换器1．电路结构图11-5R-2R倒T

8、形电阻网络DAC转换器图11-6R-2R倒T形电阻网络DAC转换器等效电路§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/2516电子技术§11.2数-模转换器（DAC）2021/8/2517电子技术§11.2数-模转换器（DAC）3．求和运算放大器的输出电压求和放大器的反馈电阻RF=R的条件下，输出电压为uO=−iFRF=−iΣRF2021/8/2518电子技术§11.2数-模转换器（DAC）3．求和运算放大器的输出电压2021/8/2519电子技术§1