第九章 模数与数模转换器lxy

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1、第九章数模与模数转换器§9.1D/A转换器§9.2A/D转换器1数/模与模/数转换器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/模转换器(简称D/A转换器);能将模拟量转换为数字量的装置称为模/数转换器(简称A/D转换器)。下面，对这两个器件的工作原理及其简单应用做介绍。概述2由于构成数字代码的每一位都有一定的“权重”，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“权重”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拟量，这就是构成D/A转换器的基

2、本思想。D/A转换器的电路形式很多，这里只介绍三种。§9.1D/A转换器39.1.1权电阻D/A转换器这种转换器由“电子模拟开关”、“权电阻求和网络”、“运算放大器”和“基准电源”等部分组成。Uo=-VREFRFR（）D3D0D1D223202122＋＋＋RFRR/2R/4R/849.1.2T形电阻网络D/A转换器(以4位为例)和权电阻网络相比，T形电阻网络中电阻的类型少，只有R、2R两种，电路构成比较方便。=VREFRF16R(8D3+4D2+2D1+1D0)uo-R2R2RRFRR2R2R2R16V10K5图中D、C、B、A四点的电位逐位减半.D

3、因此，每个2R支路中的电流也逐位减半。CBA分别从D、C、B、A处向右看的二端网络等效电阻都是R/2R6I=I3+I2+I1+I0UR2R=D3UR16RD0UR8RD1UR4RD2+++=UR16R(8D3+4D2+2D1+1D0)=URRF16R(8D3+4D2+2D1+1D0)uo-7T1T2SDa电子模拟开关的简化原理电路当D=1时，T2管饱和导通，T1管截止，则S与a点通；当D=0时，T1管饱和导通，T2管截止，则S被接地。前者相当于开关S接到“1”端，后者则相当于开关S接到“0”端。89.1.3权电流D/A转换器99.1.4D/A转换器的

4、主要技术指标用输入数字量的有效位数来表示分辨率。一、分辨率二、转换精度通常用非线性误差的大小表示D/A转换器的线性度。把偏离理想的输入－输出特性的偏差与满刻度输出之比的百分数定义为非线性误差。三、转换速度101.集成D/A转换器AD7533:10位D/AT形电阻网络电流输出型9.1.5集成D/A转换器D/A转换器集成电路有多种型号。下面仅以AD7533为例来介绍集成电路D/A转换器。11DAC0832管脚图BIT10—BIT1：数据输入端Iout2Iout1：电流输出端VREF：参考电压端,可正可负RFB：内部反馈电阻输出端UDD/GND：电源122

5、.单极性输出:D9~D0133.双极性输出:D9~D020K144.Multisim中的DAC:IDAC8/16&VDAC8/1615IDAC&VDAC的使用：16应用一:可编程放大器(P442)9.1.6D/A转换器应用微控制器17AD7533可编程放大器(P442)18应用二:任意波发生器(P443)三角/锯齿波发生器19任意波发生器20应用三:数控电压源VO21应用四:数控电流源IO22A/D转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。下面先介绍三种A/D转换电路,然后介绍一种常用的ADC集成

6、电路,最后举例说明其应用。§9.2A/D转换器231。取样与保持§9.2.1A/D转换器的工作过程模拟电子开关S在采样脉冲CPS的控制下重复接通、断开的过程。S接通时，ui(t)对C充电，为采样过程；S断开时，C上的电压保持不变，为保持过程。在保持过程中，采样的模拟电压经数字化编码电路转换成一组n位的二进制数输出。24t0时刻S闭合，CH被迅速充电，电路处于采样阶段。由于两个放大器的增益都为1，因此这一阶段uo跟随ui变化，即uo＝ui。t1时刻采样阶段结束，S断开，电路处于保持阶段。若A2的输入阻抗为无穷大，S为理想开关，则CH没有放电回路，两端保

7、持充电时的最终电压值不变，从而保证电路输出端的电压uo维持不变。252。量化与编码舍尾取整法260≤ui＜VREF/14时，7个比较器输出全为0，CP到来后，7个触发器都置0。经编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0＝000。VREF/14≤ui＜3VREF/14时，7个比较器中只有C1输出为1，CP到来后，只有触发器FF1置1，其余触发器仍为0。经编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0=001。9.2.2并行比较型ADC电路由三部分组成:分压器、比较器、寄存器和编码器。273VREF/14≤ui＜5VREF/14时，比较器C1、C2输出为1

8、，CP到来后，触发器FF1、FF2置1。经编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0＝010。5VREF/1