《汽车检修技术》电子教案：数模与模数变换器

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1、数/模与模/数变换器（44）新课引入：数/模与模/数变换器是计算机与外部设备的重要接口，也是数字测量和数字控制系统的重要部件。能将数字量转换为模拟量的装置称为数/模变换器（简称D/A变换器）;能将模拟量转换为数字量的装置称为模/数变换器（简称A/D变换器）o下而，对这两个器件的工作原理及其简单应用做一些介绍是十分必要的。新役：一、D/A变换器由于构成数字代码的每一位都冇一定的“权”，因此为了将数字量转换成模拟量，就必须将每一位代码按其“权”转换成相应的模拟量，然后再将代表各位的模拟量相加即可得到与该数字量成正比的模

2、拟量，这就是构成D/A变换器的基本思想。D/A变换器的电路形式很多，这里只介绍两种。1、权电阻D/A变换器这种变换器由“电了模拟开关”、“权电阻求和网络”、“运算放大器”和“棊准电源”等部分组成。OD3D2DIDO电子模拟开关（SO〜S3）是受二进制数DO~D3控制并由电子器件构成的开关。当DK=1吋，则开关SK接到位置1上，将基准电源UR经电阻Rk引起的电流接到运算放大器的虚地点；当Dk=O时，开关Sk接到位置0,将相应电流直接接地而不进运放。根据反相比例运算公式可得：Ur•Ri23•D3+22•D2+21eDi

3、+2°•Do)Uo=-R显然，输出模拟电压的大小直接与输入二进制数的大小成疋比，从阳实现了数字量到模拟疑的转换。2、T形解码网络D/A变换器(以4位为例)下面分析输入数字量和输出模拟电压uo之间的关系：由于解码网络的电路结构和参数匹配，使得上图中D、C、B、A四点的电位逐位减半,即UD=USUc=US/2UB=US/4UA=US/8因此，每个2R支路中的电流也逐位减半。I=【3+【2+11+To二匹D3+竺D2+竺DZ竺DO2R4R8/?16/?Us=竺(8£>3+4£>2+2£)1)167?+4D+2d+id）0

4、16/?一103、D/A变换器的主要技术指标A、分辨率指最小输出电压和最大输出电压Z比。有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率。B、线性度通常用非线性谋羌的人小表示D/A变换器的线性度。把偏离理想的输入一输出特性的偏羌与满刻度输出之比的百分数定义为非线性误差。C、输出电压（电流）的建立时间二、A/D变换器A/D变换器的任务是将模拟量转换成数字量，它是模拟信号和数字仪器的接口。根据其性能不同，类型也比较多。卜-面介绍两种A/D变换电路的原理和一种常用的集成电路组件。最后举例说明其应川。1、并联比较型电路如图所示。它

5、由三部分组成：分压器、比较器和编码器。这种A/D变换器的优点是转换速度快，缺点是所需比较器数1=1多，位数越多矛厉越突出。Us7E/86E/85E/84E/83E/8E/8R2E/8逻辑状态关系表输入泉压Ux比较器输入编码器输出ABcDEFGd2DiDoE>ux>7E/811111111117E/8>ux>6E/811111101106E/8>ux>5E/811111001015E/8>ux>4E/811110001004E/8>ux>3E/811100000113E/8>ux>2E/811000000102E/8

6、>ux>1E/81000000001IE/8>ux>000000000002、逐次逼近型其工作原理可用天平秤重过程作比喻來说明。若有四个硅码共重15克，每个重量分别为8、4、2、1克。设待秤重量Wx二13克，可以用下表步骤来秤最：硅码重结论暂时结果第一次8克磋码总重v待测重量Wx,故保留8克第二次加4克磋码总重仍v待测重量Wx,故保留12克第三次加2克减码总重>待测重量Wx,故撤除12克第四次加1克硅码总重=待测重量Wx,故保留13克UcUx（待转换的模拟电压）A/D清0.置数控“1”状态是否保留1000制控制端・

7、逻ttt清0、置数辑CP、（移位命令）1000数码寄存器移位寄存器时钟3、A/D变换器的主要技术指标A、分辨率：以输出二进制代码的位数表示分辨率。位数越多，量化误差越小,转换精度越高。B、转换速度：完成一次A/D转换所需要的时间，即从它接到转换命令起直到输出端得到稳定的数字量输出所需要的时间。C、相对精度：实际转换值和理想特性Z间的最大偏差。D、其它：功率。电源电压、电压范围等。小结：1、D/A转换器权电阻D/A变换器T形解码网络D/A变换器2、A/D转换器逐次逼近型并联比较型3、将模拟量转换为数字量的电路，叫做模

8、■数转换器；将数字量转换为模拟量的电路叫做数■模转换器。常见的D/A转换器中主要介绍了权电阻D/A转换器、倒T形电阻网络D/A转换器。4、A/D转换器包括取样、保持、量化和编码四个步骤。习题1、用公式将下列函数化简成最简与或表达式。(1)Y=ABC+AB+AC(2)Y=AB+~AB+AB(3)Y=(A+B)C+ABC(4)Y=ABC+ABC+A-^-AB2、