数模与模数转换

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1、§9.1概述§9.2D/A转换器§9.3A/D转换器第9章数/模与模/数转换1数字系统具有很多优点，特别是包含微机的数字系统，更具有高度智能化的优点，所以目前先进的信息处理和自控设备大都是数字系统，例如，数字通信系统，数字电视及数字仪表等。9.1概述在数字系统内，只能对数字信号进行处理，而实际信号大多是连续变化的模拟信号，例如电压、电流、声音、图像、温度、压力、速度等。就需要把模拟量转化为数字量，以便数字系统进行处理。相反，数字系统处理后的数字量也需要转化为模拟量才能应用。2模拟量数字量AnalogDigitalA/D模/数转换器简称ADC数字量模拟量D/A数模转换器简称DAC3模拟控制器模拟

2、传感器ADC数字控制系统或计算机系统DAC典型数字控制系统框图将非电模拟量转化为模拟电压或电流数字系统的重要接口部件49.2D/A转换器9.2.1D/A转换基本原理一个n位二进制可表示为D=dn-1dn-2…d1d0D=dn-1×2n-1+dn-2×2n-2…d1×21+d0×20UO=式中k为比例系数（转换系数），是一个常数；D为n位二进制数。Uo=kDk(dn-1×2n-1+dn-2×2n-2…d1×21+d0×20)5DAC转换特性：输入数字量与模拟量的对应关系D00000101001110010111011112560347uo/V最小输出电压ULSB：相临两组代码代码转换出来的模拟量

3、之差。分辨率：电路所能分辨出的最小输出电压与最大输出电压之比。分辨率=ULSBUomax=12n-1设D为三位二进制要求uomax=7V6四位二进制的分辨率？若最大输出电压仍为7V，最小输出电压将变大还是变小？分辨率=ULSBUomax=12n-17DAC有权电阻网络型倒T型电阻网络型权电流型DAC数模转换器的分类：DAC电压型电流型89.2.2权电阻网络D/A转换器它由寄存器、模拟电子开关、权电阻解码网络、运算放大器和基准电源组成。di=1，Si接至–UR；di=0，Si接地。Uo●2n-2R2n-1R2n-3RURRFS1S2Sn-120RS0N数字寄存器d0●……寄存指

4、令–+●●●●●●●●●●d1d2dn-1A9Uo●2n-2R2n-1R2n-3RURRFS1S2Sn-120RS0N数字寄存器d0●……寄存指令–+●●●●●●●●●●d1d2dn-1A当某一位di为1时，Si接基准电压–URIi=2n-1-iR=-UR2n-1R2i-UR输入数码di=0时，Si接地，所以Ii=0由此可将di位产生的电流写成：iinRidRUI221--=10Uo●2n-2R2n-1R2n-3RURRFS1S2Sn-120RS0N数字寄存器d0●……寄存指令–+●●●●●●●●●●d1d2dn-1Adi位产生的电流根据叠加原理，流进求和点

5、N的总电流为：I11Uo●2n-2R2n-1R2n-3RURRFS1S2Sn-120RS0N数字寄存器d0●……寄存指令–+●●●●●●●●●●d1d2dn-1A通过运算放大器运算，输出电压为：流进求和点N的总电流为：I129.2.3倒T型电阻网络D/A转换器1.电路结构与工作原理S2ARFd0d1d2d3S3S1S0+-UoRRR2R2R2R2R2RURI4I2I8I16I16ABCD从A、B、C、D各点向左看其等效电阻均为R电源的总电流为I13S2ARFd0d1d2d3S3S1S0+-UoRRR2R2R2R2R2RU

6、RI4I2I8I16I16ABCD若d2=1,则通过S3流入运放的电流为I/4若d2=0,则通过S3流入运放的电流为0I/4d2对d1而言………………………………..I/8d1对d0而言………………………………..I/16d0I若d3=1,则通过S3流入运放的电流为若d3=0,则通过S3流入运放的电流为0d3I2I/214S2ARFd0d1d2d3S3S1S0+-UoRRR2R2R2R2R2RURI4I2I8I16I16ABCD对d1而言I/8d1对d0而言I/16d0根据输入数字量的数值，运放的输入总电流为I'I'I对d3而言I/2d1对d2而言I/4d015I'

7、S2ARFd0d1d2d3S3S1S0+-UoRRR2R2R2R2R2RURI4I2I8I16I16ABCDI’RFII'169.2.4权电流型D/A转换器179.2.5DAC的主要参数12110-12111-1.转换精度一般用分辨率和转换误差来描述转换精度(1)分辨率电路所能分辨的最小输出电压ULSB与满刻度输出电压Uomax之比，分辨率n=10,分辨率=n=11,分