现代电子技术基础 下 教学课件 作者 王成安 主编 14.ppt

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1、本章重点、难点模数转换器（ADC）集成模数转换器数模转换器（DAC）集成数模转换器本章小结返回主目录第十四章集成数模转换器和模数转换器本章重点、难点模拟信号转换成数字信号的转换过程典型的集成模数转换器的功能及应用典型的集成数模转换器的功能及应用重点：难点：ADC的基本原理及主要技术指标DAC的基本原理及主要技术指标14.1模数转换器（ADC）ADC一般要经过采样、保持、量化和编码四个过程一、A/D转换的基本步骤1.采样—保持电路的原理图工作波形2.量化—编码量化是将离散信号的幅值变化为某个最小单位（量化单位△）的整数倍。量化的方法：（1）只舍不入。（2）有舍有入。量化的数值用二进制代码表示称为

2、编码。△越小，量化误差越小，但编码形成的二进制代码的位数也越多。1.并行比较型ADC二、ADC的基本原理并行比较型ADC的特点1.并行比较型ADC是一种直接模数转换器。转换时间只受比较器、寄存器和编码电路延迟时间的限制，因此转换速度最快。2.一个n位的转换器需要2n-1个比较器，电路规模极大，集成制造困难，价格也高。并行比较型ADC只适用于视频A/D转换器等要求速度特别高的领域。2.逐次比较型ADC逐次比较型ADC在低分辨率（<12位）时其转换速度较高、功耗低、价格便宜，但需要高精度（>12位）时，其价格很高。直接型模数转换器3.双积分型ADC直接型模数转换器精度高、抗干扰能力比较强。三、AD

3、C的主要技术指标1.转换精度（用分辨率和转换误差来描述）分辨率是指引起输出数字量变动一个二进制数码最低有效位时，输入模拟量的最小变化量。转换误差通常以相对误差的形式给出，它表示A/D转换器实际输出的数字量与理想输出数字量之间的差别，并用最低有效位的倍数表示。2.转换时间转换时间是指完成一次A/D转换所需的时间，其倒数又称为转换速度。14.2集成模数转换器一、八位八通道单片A/D逐次比较型转换器ADC0809内部结构方框图二、ADC0809主要性能八位逐次比较型A/D转换器，逻辑电平与TTL兼容；有锁存功能的8路模拟量转换开关，可对8路0～5V模拟量进行分时转换；输出具有三态锁存/缓冲功能；分辨

4、率：8位；转换时间：100us；不可调误差：±1LSB；功耗：15mW；工作电压：+5V；片内无时钟，一般需外加640KHz以下（不低于100KHz）的时钟信号。工作温度范围为-40～＋85摄氏度二、ADC0809主要性能三、ADC0809的典型应用14.3数模转换器（DAC）一、T形电阻网络型D/A转换器精度容易保证，给生产制造带来了极大方便。二、倒T形电阻网络型D/A转换器消除了T形电阻型DAC在开关变换时容易出现尖峰脉冲的缺点，进一步提高了转换速度。三、D/A转换器的主要技术指标1.转换特性与分辨率D/A转换器(DAC)的输出电压V0对于输入数据D=Dn-1……D0有V0=KD，K是转换

5、系数。位数n越多，分辨率越高。2.转换误差指D/A转换器输出的实际值与理论值的最大偏差。转换误差和满刻度输出电压及转换精度有关。3.转换速度通常用输入数字量到输出模拟量所需的转换时间来衡量，转换时间越短，转换速度越快。14.4集成数模转换器一、八位数／模转换器芯片DAC0832二、DAC0832的主要性能输入的数字量为8位；采用CMOS工艺，所有引脚的逻辑电平与TTL兼容；数字量的输入可以采用双缓冲，单缓冲或直通方式；转换时间：1us；精度：±1LSB；分辨率：8位；单一电源，5V～15V，功耗20mW；参考电压：+10V～-10V。本章小结1.用数字电路处理模拟信号,ADC和DAC是现代数字

6、系统和模拟系统接口的重要桥梁，不可或缺。2.ADC将模拟信号转换成数字信号，要经过取样、保持、量化及编码四个过程。3.模数转换器有不同的A/D转换方式。并行比较型ADC的转换速度较快，双积分型ADC的转换精度较高，逐次比较型ADC则兼顾了前两种ADC的优点。4.DAC将数字信号还原成模拟信号，有T形电阻网络型和倒T形电阻网络型转换电路。5.T形电阻网络型DAC和倒T形电阻网络型DAC均只用了R和2R两种规格的电阻，精度容易保证。T形电阻网络型DAC在变换时容易出现尖峰脉冲，倒T形电阻网络型DAC的支路电流与输入的数字量的位数无关，不仅提高了转换速度，还减少了转换时可能出现的尖峰脉冲。6.在实际

7、应用中，都采用集成DAC和ADC来实现A/D和D/A转换。本章小结