数字电路基础 阎石 第十一章 数-模与模-数转换

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2、数字电子技术基础》第十一章数-模（D/A）和模-数（A/D）转换模（D/A）和模-数（A/D）转换11.1概述一、用途及要求电加热炉控制对象执行机构传感器热电偶放大器A/D转换微型计算机温度D/A转换！精度！速度时间三、分类权电阻网络DAC?倒T形电阻网络DAC??D/A?权电流型DAC?开关树型DAC??权电容网络DAC??并联比较型?直接型???反馈比较型A/D??间接型?V?T变换型???V?F变换型?11.2D/A转换器D/A转换器D111101…A(电压或电流)D/A？11.2.1权电阻网络D/A转换器权电阻网络D/A转换器一、电路结构和工作原理求和放大器权电阻网络模拟开

3、关负反馈放大器：设A为理想放大器，即AV=∞,iI=0,RO=0当接成深度负反馈时，必有V?≈V+=0，且iI=0求和放大器权电阻网络权电流：Ii=VREFI0=I1=VREFVREFVREFVREF23R22R21R20RRi模拟开关I2=I3=di=0时，Ii=0S3~S0受数字d3~d0控制di=1时，Ii流向∑点求和放大器权电阻网络模拟开关优缺点：优缺点：?1.优点：简单优点：?2.缺点：电阻值缺点：相差大，相差大，难于保证精度，且大电证精度，阻不宜于集成在IC内部IC内部输出电压：VO=?RFi∑=?RF(I3+I2+I1+I0)VREFVREFVREFVREF=?RF(

4、d3+d2+2d1+3d0)R2R2R2RV=?REF(23d3+22d2+21d1+20d0)24RF=R211.2.2倒T形电阻网络DAC形电阻网络DAC希望用较少类型的电阻，仍然能得到一系列权电流RRRRIIII??i∑=d3()+d2()+d1()+d0()24816di=0时，Ii流入地端?VREF1VO=?Ri∑=?R(d323+d222+d121+d020)R24VREF=?4D2di=1时，Ii流入i∑VREF1(d323+d222+d121+d020)VO=?Ri∑=?RR24VREF=?4D2对n位输入时，应有V1VO=?Ri∑=?RREFn(dn?12n?1+

5、dn?22n?2+?+d121+d020)R2VREF=?nD22n?1Dn范围为0~2?1,VO=0~?nVREF2nVREF取“负”则得VO为“正”实例：CB752011.2.6具有双极性输出的DAC具有双极性输出的DAC当输入数字量有±当输入数字量有±极性时，希望输出的模拟电压也对应为±希望输出的模拟电压也对应为±。一、原理例：输入为3位二进制补码。最高位为符号位，正数为0例：输入为3位二进制补码。最高位为符号位，正数为0，负数为1负数为1补码输入D111001100D200001111D010101010对应的十进制要求的输出+3+2+10-1-2-3-4+3V+2V+1V

6、0V-1V-2V-3V-4VD/A补码输入D200001111D111001100D010101010对应的十进制+3+2+10-1-2-3-4要求的输出+3V+2V+1V0V-1V-2V-3V-4V原码输入D211110000D111001100D010101010对应的输出+7V+6V+5V+4V+3V+2V+1V0V偏移后的输出+3V+2V+1V0V-1V-2V-3V-4V1*将符号位反相后接至高位输入*将输出偏移使输入为100时，输出为0二、电路实现1.VREF=?8V8则VO=3(d222+d121+d020)2000→VO=0V2.偏移?4V,使输入100时，VO=00

7、01→VO=1V则d2d1d0=IVREF111→VO=7V∵输入100时，i∑==22R100→VO=4V*将符号位反相后接至高位输入*将输出偏移使输入为100时，输出为0VBIVREF∴只需令IB=i∑→==即可RB22R11.2.7DAC的转换精度与速度DAC的转换精度与速度一、转换精度1.分辨率（理论精度）?用输入数字量的二进制数码位数给出?n位DAC,应能输出0~2n-1个不同的等级电压，区分出输DAC,应能输出0入的00···0到11···1，入的00··