第八章 数模、模数转换电路.ppt

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1、概述D/A转换器A/D转换器第八章数模、模数转换电路8.1概述模数转换（A/D）——模拟信号到数字信号的转换A/D转换器或ADC（AnalogtoDigitalConverter）——实现A/D转换的电路。数模转换（D/A）——数字信号到模拟信号的转换D/A转换器或DAC（DigitaltoAnalogConverter）——能实现D/A转换的电路。数字控制系统原理框图非电模拟量电模拟量模数转换计算机或数字系统传感器开关控制数模转换模拟控制温度压力流量速度电流电压数据传输系统原理框图电模拟量模数转换存储、传输、处理声音或图像声音或图像传感器数模转换8.2数模（D

2、/A）转换一、D/A转换器的结构数字输入数码锁存器电子开关电阻网络求和电路模拟输出VO···D0D1Dn-1VREF······数码锁存器——完成输入数字的锁存并为转换保留一定时间电子开关——完成基准电压VREF和地之间的倒换电阻网络——根据输入数字产生不同的电流或电压求和电路——产生模拟输出电压1.权电阻网络D/A转换器（1）电路结构（2）工作原理当输入数字D0=1时当输入数字D1=1时当输入数字Di=1时→I0S0S1Sn-1数码锁存器···D0D1Dn-1数字输入···VREFR0=2n-1RR1=2n-2RRn-1=20R模拟输出VO－＋RfA→I→In

3、-1I电子开关求和运放设n=4，Rf=R/2，VREF=-5V，则:VOVOt0【例】已知某8位D/A转换器的输入为11010001时，输出VO=2.09V，求输入为00111100时的输出电压值。权电阻网络D/A转换器的特点：（1）电路结构比较简单；（2）电阻网络中各个电阻的阻值相差太大；（3）容易产生输出尖峰现象。2.倒T形电阻网络D/A转换器（1）电路结构（AD7520、CB7520）→I模拟输出VO－＋RfA2RI/162RI/82RI/42RI/22RRRRVREFII/2I/4I/8I/16S0S1S2S3D0D1D2D3（2）工作原理倒T形电阻

4、网络D/A转换器的特点：（1）电路结构比较简单；（2）电阻网络中的种类少（仅R和2R两种）。二、电子开关1.CMOS电压开关2.CMOS电流开关（CB7520）1RiIiDi-VREFVDDVSS2RRRIout1Iout2VDDVSSDi2RRRUREF（参考电压）2R2R2Rd0d1d2d2d0d1-+R电子开关三、集成D/A转换器DAC0832——8位数模转换器1.DAC0832的内部结1）8位输入寄存器——第一级数据锁存器2）8位DAC寄存器——第二级数据锁存器3）8位D/A转换器——完成数模转换8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI7～D

5、I0ILECSWR1WR2XFERVREFIOUT2IOUT1RBFAGNDVCCDGNDIE1IE2&&&CS——片选信号，用于芯片寻址；ILE——允许锁存信号；WR1——写信号1；当LE1（内部输入锁存信号1）=CS•WR1•ILE=1时，将数据锁存于输入锁存器；WR2——写信号2；XFER——通道控制信号，当LE2（内部输入锁存信号2）=WR2•XFER=1时，8位DAC寄存器可作为数据通道；2.信号线DI7～DI0——8位数据输入IOUT1——模拟电流输出1，当DI7～DI0为FFH时，IOUT1最大，当DI7～DI0为0时，IOUT1=0（最小）IOU

6、T2——模拟电流输出2，IOUT2=常数-IOUT1RFB——反馈电阻引出端；VREF——参考电压输入，范围：+10V～-10V；VCC——芯片电压，范围：+5V～+15V，最佳15V；AGND——模拟地；DGND——数字地；3.使用说明（1）双缓冲器方式——特点：转换速度快，但控制电路复杂。（2）单缓冲器方式——特点：转换速度慢，但控制电路简单（常用方式）。4.DAC0832应用举例——DAC0832采用单缓冲器方式四、D/A转换器的主要技术指标1.转换精度（分辨率或位数n）（一）分辨率用输入二进制数的有效位数表示（位数越多，精度越高）用DAC的最小输出电压

7、与最大输出电压之比给出——（二）转换误差误差来源A、非线性误差B、比例系数误差C、零漂误差表示方法A、用输出电压满刻度的百分比表示B、用最低有效位的倍数表示（一）建立时间tS大信号工作下，输出电压达到某一规定值所需要的时间。2、转换速度（二）转换速率SR大信号工作下，输出模拟电压的变化率。DAC完成一次转换所需时间为TTR（max）=ts+UO（max）/SR8-3模数转换器（ADC）8.3.1A/D转换的一般步骤和取样定理量化和编码取样定理fS≥2fimaxA/D转换的一般步骤采样——保持——量化——编码取样——用周期性的取样脉冲fS，对输入模拟信号的幅度定

8、时取出样值，将其变成一连