数电ppt 第9章.ppt

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1、第九章数/模与模/数转换电路概述：9.1D/A转换器D/A转换器的基本原理倒T型电阻网络D/A转换器D/A转换器的主要技术指标9.2A/D转换器A/D转换器的基本原理并行比较型A/D转换器逐次比较型A/D转换器双积分型A/D转换器9.1D/A转换器一．D/A转换器的基本原理对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现数字/模拟转换。最小量化单位二．倒T形电阻网络D/A转换器（4位）所以，无论Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻均接“地”（地或虚地）。图中

2、S0～S3为模拟开关，由输入数码Di控制，当Di=1时，Si接运算放大器反相输入端（虚地），电流Ii流入求和电路；当Di=0时，Si将电阻2R接地。电路由倒T形电阻网络，模拟开关和运算放大器组成。运算放大器：1.A趋向于无穷大2。V+=V-=0V3。VO=-iΣ.RfR-2R倒T形电阻网络基准电流:I=VREF/R，基准电流:I=VREF/R，流过各开关支路（从右到左）的电流分别为I/2、I/4、I/8、I/16。将输入数字量扩展到n位，则有：可简写为：vO=－KNB输出电压：总电流：其中：分析计算：三．权电流型D/A

3、转换器为进一步提高D/A转换器的转换精度，可采用权电流型D/A转换器。图示为一4位权电流D/A转换器原理电路。这组恒流源从高位到低位电流的大小依次为I/2、I/4、I/8、I/16。四.D/A转换器应用举例DAC0808是8位权电流型D/A转换器，其中D0～D7是数字量输入端。使用时，需要外接运算放大器和产生基准电流用的电阻R1。当VREF=10V、R1=5kΩ、Rf=5kΩ时，输出电压为：D/A转换器输出与输入的关系（设VREF=10V）1。单极性二进制码：数字量模拟量11111111…………100000011000

4、0000001111111…………00000001000000002。偏移二进制双极性码数字量模拟量01111111…………0000000100000000+010000000-010000001…………111111113。符号数值双极性码1.转换精度五．D/A转换器的主要技术指标（2）转换误差——此外，也可用D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压之比来表示分辨率，N位D/A转换器的分辨率可表示为1/（2n-1）。2.转换速度3.温度系数——在输入一定时，输出模拟电压随温度变化产生的变化量。一般用满刻度输出条件下温度

5、每升高1℃，输出电压变化的百分数来表示。（2）转换速率（SR）——在大信号工作状态下模拟电压的变化率。（1）分辨率——D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。输入数字量位数越多，分辨率越高。所以，在实际应用中，常用数字量的位数表示D/A转换器的分辨率。（1）建立时间（tset）——当输入的数字量发生变化时，输出电压变化到相应稳定电压值所需时间。最短可达0.1μS。9.2A/D转换器一．A/D转换的一般步骤和取样定理由于输入的模拟信号在时间上是连续量，所以一般的A/D转换过程为：取样、保持、量化和编码。取样定理：因为

6、每次把取样电压转换为相应的数字量都需要一定的时间，所以在每次取样以后，必须把取样电压保持一段时间。式中fS为取样频率，fimax为输入信号vI的最高频率分量的频率。对输入模拟信号的采样可见，进行A/D转换时所用的输入电压，实际上是每次取样结束时的vI值。二．取样—保持电路电路组成及工作原理（取Ri=Rf）:当vL为高电平时，T导通，vI经Ri和T向电容Ch充电。vO=－vI=vC。当vL返回低电平后，T截止。Ch无放电回路，所以vO的数值可被保存下来。三．并行比较型A/D转换器（3位）并行比较型A/D转换器真值表输入模

7、拟电压寄存器状态数字量输出D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1（0～1/15）VREF（1/15～3/15）VREF（3/15～5/15）VREF（5/15～7/15）VREF（7/15～9/15）VREF（9/15～11/15）VREF（11/15～13/15）VREF（13/15～1）VREF00000000000001000001100001110001111001111101111111111111000001010011100101110111并行比较型A/D转换器的特点：1。转换速度快2。电路复杂3。转

8、换精度较低1．转换原理：四．逐次比较型A/D转换器移位寄存器输出寄存器D/AVC1100010008/16VREF1D3=120100110012/16VREF0D2=030010101010/16VREF0D1=04000110019/16VREF1D0=12．逻辑电路逐次比较型A/D转换器的特点：1。电路结构比较简单2。转换速