模拟信号与数字信号的相互转换

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1、第14章模拟信号与数字信号的相互转换下一章上一章返回主页14.1数模转换器14.2模数转换器14.3数字电路的应用举例A/D与D/A转换概述A/D传感器计算机执行机构控制对象D/A数字量模拟量数字量模拟量214.1数模转换器数字量与数字量等值的十进制数成正比的模拟量D/AD/A转换器的组成：(1)数码寄存器(2)模拟电子开关电路(3)解码网络(4)求和电路(5)基准电压3D4D3D2D1UREF－＋＋3R82R2R2R2R2R2R4321S4S3S2S1Uo△RRR数模转换器电子双向开关1000

2、00004－＋＋3R82R2R2R2R2R2R4321S4S3S2S1Uo△RRRUi=0=0(1)D4D3D2D1=0000时5+－UREF24+－+－UREF+－2R2R2RR4(2)D4D3D2D1=0001时（S1单独接UREF）2R2R13R2RRRUREF2UREF22RUREF23R－＋＋3R8Uo1△2RUREF24Uo1=－输出：6+－+－UREF+－2R2R2RR4(3)D4D3D2D1=0010时（S2单独接UREF）2R2R13R2RRRUREF2UREF22RUREF23

3、R－＋＋3R8Uo2△2R输出：UREF23Uo2=－7+－+－UREF2R2R2RR4(4)D4D3D2D1=0100时（S3单独接UREF）2R2R13R2RRRUREF2RUREF22R－＋＋3R8Uo3△2R输出：UREF22Uo3=－8+－UREF2R2R2RR4(5)D4D3D2D1=1000时（S4单独接UREF）2R2R13R2RRRUREF2RR－＋＋3R8Uo4△2R输出：UREF21Uo4=－9Uo=D4Uo4＋D3Uo3＋D2Uo2＋D1Uo1UREF24+1Uo=－∑2i

4、Di4i=1UREF2Uo=－(D4＋D3＋D2＋D1)UREF22UREF23UREF24Di=1时，Si接UREF；Di=0时，Si接地。若输入为n位，则UREF2n+1Uo=－∑2iDini=112∑2iDini=1与n位二进制数等值的十进制数10最小输出电压→输入二进制数为0…01最大输出电压→输入二进制数为1…11UominUomaxKRR=12n－1=分辨率KRR11电子双向开关VT1＋UREFDiSi＋UCC－UBBVT2VT3VT41011饱和导通截止12VT1＋UREFDiSi＋

5、UCC－UBBVT2VT3VT40100电子双向开关13解：(1)输入二进制数为1011时=－2－7×10×(0×26＋0×25＋1×24＋0×23＋1×22＋1×21)V=－1.71875V[例14.1.1]某六位R－2R型数模转换器的基准电压UREF=10V，求输入二进制数为1011和111101两种情况下的输出模拟电压及该数模转换器的分辨率。=－9.53125VUREF26+1Uo=－∑2iDi6i=1UREF26+1Uo=－∑2iDi6i=1(2)输入二进制数为111101时(3)分辨率K

6、RR=12n－1=126－1=－0.01591414.2模数转换器逐次逼近型A/D转换器的工作原理在最高位设定数字量1D/A模拟量与待转换的模拟量比较修改在次高位设定数字量1D/A模拟量修改与待转换的模拟量比较直至设定的数字量与待转换的模拟量之间的误差小于最低一位数字量为止。15设UREF=－10Vux=6.88VCP1使Q4Q3Q2Q1=1000uA=5V6.88V清零Q4Q3Q2Q1DCRDSDRDSDRDSDRDSDDCDCDC顺序脉冲分配器FF4D/A转换器8－＋＋uxuA1111FF3

7、FF2FF1D4D3D2D1CP1CP2CP3CP4CP500001116设UREF=－10Vux=6.88VCP2使Q4Q3Q2Q1=1100uA=7.5V＞6.88V清零Q4Q3Q2Q1DCRDSDRDSDRDSDRDSDDCDCDC顺序脉冲分配器FF4D/A转换器8－＋＋uxuA1111FF3FF2FF1D4D3D2D1CP1CP2CP3CP4CP5000111017设UREF=－10Vux=6.88VCP3使Q4Q3Q2Q1=1010uA=6.25V＜6.88V清零Q4Q3Q2Q1DCRD

8、SDRDSDRDSDRDSDDCDCDC顺序脉冲分配器FF4D/A转换器8－＋＋uxuA1111FF3FF2FF1D4D3D2D1CP1CP2CP3CP4CP50011001118设UREF=－10Vux=6.88VCP4使Q4Q3Q2Q1=1011uA=6.875V＜6.88V清零Q4Q3Q2Q1DCRDSDRDSDRDSDRDSDDCDCDC顺序脉冲分配器FF4D/A转换器8－＋＋uxuA1111FF3FF2FF1D4D3D2D1CP1CP2CP3CP4CP5010111CP5