Lecture29 模-数转换2 20111223

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1、《数字电子技术》Lecture29：数-模和模-数转换（3）1内容提要•模-数转换器几种基本结构：–V-T变换型–V-F变换型•模-数转换器的性能指标2模-数转换基本原理回顾•模-数转换的基本原理：时间和数值上连续的模拟信号1、采样2、保持3、量化4、编码时间和数值上离散的数字信号3模-数转换基本原理回顾通常取采样频率为：•模-数转换的基本原理：f(3~5)fsi(max)时间和数值上连续的模拟信号采样定理：为保证能从1、采样采样信号恢复原来的被采样信号，须满足2、保持f2fsi(max)3、量化4、编码采样频率输入信号的

2、时间和数值上离散的数字信号最高频率4模-数转换基本原理回顾•模-数转换的基本原理：时间和数值上连续的模拟信号由于每次将采样取得的1、采样模拟信号转换为数字信号时都需要一定的时间,2、保持同时为了给后续的量化3、量化编码提供一个稳定值，因此每次取得的模拟信4、编码号必须通过保持电路保持一段时间。时间和数值上离散的数字信号5模-数转换基本原理回顾•模-数转换的基本原理：时间和数值上连续的模拟信号1、采样量化：把一个模拟信号值的连续2、保持范围分为若干相邻并具有唯一量值的区间，凡落在某区间的抽样3、量化信号样值都指定为该区间量值。量

3、化单位：Δ=1LSB4、编码时间和数值上离散的数字信号6模-数转换基本原理回顾最大量化误差11•模-数转换的基本原理：V2151V时间和数值上连续的模拟信号14/15V13/15V1、采样12/15V11/15V10/15V2、保持9/15V8/15V7/15V3、量化6/15V5/15V4/15V4、编码3/15V2/15V1/15V时间和数值上离散的数字信号0V0V7将量化的结果用代码（可模-数转换基本原理回顾以是二进制，也可以是其他进制）表示出来，即为•模-数转换的基本原理：编码。若有正负值，则常采用补码形式。时间和

4、数值上连续的模拟信号1V14/15V11113/15V1、采样12/15V11011/15V2、保持10/15V1019/15V8/15V1003、量化7/15V6/15V0115/15V4、编码4/15V0103/15V2/15V001时间和数值上离散的数字信号1/15V0V0000V8并联比较型A/D转换器回顾通过分压电阻把0~VREF划分为8个区间，通过7个比较比较器C~C与71输入电压v作比较。IVREF13/15VREF11/15VREF9/15VREF7/15VREF5/15VREF3/15VREF1/15VREF

5、0V9并联比较型A/D转换器回顾通过分压电阻把0~VREF划分为8个区间，通过7个比较比较器C~C与71输入电压v作比较。IQQQQQQQddd7654321210VREF111111111113/15VREF011111111011/15VREF00111111019/15VREF00011111007/15VREF00001110115/15VREF00000110103/15VREF00000010011/15VREF00000000000V10计数型A/D转换器回顾计数器从00…0开始逐次递增，步长为1。当前计数值通过

6、D/A转换器得到电压值，与输入电压进行比较，当v增加到与v相等时，比较oI器输出为0，将门G封锁，计数器停止计数。此时计数器的状态就是所求的输出数字信号。11逐次渐近型A/D转换器回顾先将寄存器状态设为最高位为1,其他位为0(如4位的1000)，经D/A转换后，送到比较器与输入电压vI比较。若v>v，则去掉这个1;oI若v

7、量转换成数字量。模拟电压中间量数字量时间频率(V-T型)(V-F型)13V-T变换型A/D转换器•V-T变换型A/D转换器：–将输入的模拟电压信号先转换成与之成正比的时间宽度信号，然后在这个时间宽度里对固定频率的时钟脉冲计数，计数结果就是正比与输入模拟电压的数字信号。14V-T变换型A/D转换器转换开始前要先把S合上，0(1)先对vI积分：使电容C充分积分时间为固定值T1，放电，即vo=0。得到的输出电压v为oT11vIvo()dtCR0T1vICRT、C、R都1为常数，故vo与v成正比。I15计数器计完2n个V-T

8、变换型A/D转换器时钟脉冲后向开关S1发出信号，(1)先对vI积分：终止对vI的积分。积分时间为固定值T，1得到的输出电压v为oT11vIvo()dtCR0T1vICR计数器计满2n个时钟脉冲所需的时间是固定的，可作为T使用。116V-T变换型A/D转换器(2)再对