szdl_11_数模转换

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1、第十一章数-模和模-数转换概述数-模转换器(DAC)模-数转换器(ADC)计算举例小结概述数-模转换器——（DigitaltoAnalogConverter)模-数转换器——（AnalogtoDigitalConverter)ADC和DAC在数字系统中的应用ADC和DAC的分类ADC和DAC的主要性能指标:*将数字信号转换成模拟信号的过程称：数模转换*完成数模转换的电路——数模转换器（DAC）*将模拟信号转换成数字信号的过程称：模数转换*完成模数转换的电路——模数转换器（ADC）转换精度、转换速度

2、11.1概述ADC和DAC在数字系统中的应用ADC和DAC在数字系统中的应用传感器放大器A/D转换微型计算机控制对象D/A转换执行机构*数据测量/数据处理系统—将自然界的模拟量，经传感器转换成电信号(电流或电压)，电模拟量通过ADC变成数字量，此数字量可由数字系统传输和处理。*程序控制系统—将数字系统传输和处理的数字量，经DAC转换成电模拟量，再经模拟控制器实现对各种模拟量的控制。数字信号物理量模拟信号压力传感器温度传感器流量传感器四路模拟开关数字控制计算机DAC模拟控制器模拟控制器液位传感器DA

3、CDAC…………模拟控制器模拟控制器生产控制对象DACADCADC和DAC应用举例ADC与DACADC和DAC的主要分类DAC分类:ADC分类:11.1概述—ADC和DAC的主要分类一.数-模转换器——DAC主要类型：一.数-模转换器——DAC权电阻型、权电流、倒T型电阻型、权电容型、开关树型权电阻网络DAC倒T型电阻网络DAC其它类型DAC具有双极性输出的DAC集成DAC数-模转换器的主要参数1.权电阻网络DAC电路原理图组成：权电阻网络(4条支路)、求和放大器(1个)、模拟开关(4个)1.权电

4、阻网络DAC权电阻网络DAC分析权电阻网络DAC（续）计算电压vO（对n位DAC）：若取RF=R/2，有：权电阻网络DAC-计算举例计算电压vO(取RF=R/2)例1：对4位DAC，若输入d3d2d1d0=0110,VREF=10V，例2：对8位DAC，若输入D=10011011,VREF=-10V，则输出vO=-10*(6)/16=-3.75(V)则输出vO=-(-10*(155)/256=6.046875(V)倒T型电阻网络DAC电路图2R//2R=R(R+R)//2R=R2.倒T型电阻网络D

5、AC4条支路模拟开关S等效电路如图RSi(i=0～3):--接V+(0)--接V-(虚地)R+R=2RR+R=2RR+R=2R倒T型电阻网络DAC计算输出VO2.倒T型电阻网络DACII/2I/2I/4I/4I/8I/16倒T型电阻网络DAC由R和2R两种阻值构成;误差小;转换速度快.计算输出VO倒T型电阻网络的特点:2.倒T型电阻网络DAC3.其它类型DAC权电流型电路图:权电容网络型电路图:开关树型电路图其它类型DAC具有双极性输出的DAC双极性输出:当输入数字量有±极性时，输出的模拟电压

6、也对应为±。原理:(以3位DAC为例)补码输入对应的十进制要求的输出D2D1D0011+3+3V010+2+2V001+1+1V00000V111-1-1V110-2-2V101-3-3V100-4-4V原码输入对应的输出偏移后的输出D2D1D0111+7V+3V110+6V+2V101+5V+1V100+4V0V011+3V-1V010+2V-2V001+1V-3V0000V-4V4.具有双极性输出的DAC*将符号位反相后接至高位输入*输出偏移。使输入为100时输出为0具有双极性输出的DAC电

7、路实现:(以3位DAC为例)计算输出vO双极性网络的特点:倒T型电阻网络+偏置电路集成DAC集成DAC芯片（两类型）:**含DA(倒T型电阻)网络、模拟开关**含DA(倒T型电阻)网络、模拟开关、运算放大器常用集成DAC芯片：集成DAC芯片的输入方式：并行输入有：DAC0832（8位）串行输入有：MAX515（10位）CB7520与模拟开关电路例：集成DAC08328位；10位；16位等并行输入；串行输入集成DAC与模拟开关电路CB7520CB7520中的CMOS模拟开关电路:10位DAC:含DA

8、网络、模拟开关外接运算放大器内设R=2K5.DAC的主要性能指标和主要参数模拟输出量VO:转换精度：**分辩率：**转换误差：转换速度：5.数-模转换器的主要性能指标和主要参数实际输出与理论值之间的偏差。一般由电路的参考电压、电阻的偏差、模拟开关的内阻、和导通压降、运算放大器的零点漂移等多种原因造成。指送入数字量经DAC后输出模拟量达到稳态值所需要的时间。一般有：DAC的位数越多，转换时间越长。对输出最小电压的分辨能力（n-DAC的位数）DAC的位数越多，分辨率越高二.模-数转换器