数字电子技术基础第五版 第十一章.ppt

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1、第十一章数-模（D/A）和模-数（A/D）转换11.1概述一、用途及要求传感器放大器A/D转换微型计算机控制对象D/A转换转换精度?转换速度?执行机构电加热炉二、分类11.2D/A转换器D111101…D/AA(电压或电流)11.2.1权电阻网络D/A转换器一、电路结构和工作原理模拟开关S3~S0受数字d3~d0控制优缺点：1.优点：简单2.缺点：电阻值相差大，难于保证精度，且大电阻不宜于集成在IC内部。当数字信号的位数很多时输出VO与二进制数Dn成正比11.2.2倒T形电阻网络DAC希望用较少类型的电阻，仍然能得到一系列权电流。RRRR倒T形电阻网络对n位输入

2、时,应有:11.2.6具有双极性输出的DAC当输入数字量有±极性时，希望输出的模拟电压也对应为±。一、原理例：输入为3位二进制补码。最高位为符号位，正数为0，负数为1。补码输入对应的十进制数要求的输出值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-4V补码输入对应的十进制要求的输出D2D1D0011+3

3、+3V010+2+2V001+1+1V00000V111-1-1V110-2-2V101-3-3V100-4-4VD/A*将符号位反相后接至高位输入*将输出偏移使输入为100时，输出为01二、电路实现*将符号位反相后接至高位输入*将输出偏移使输入为100时，输出为0一、转换精度1.分辨率（理论精度）用输入数字量的二进制数码位数给出；n位DAC,应能输出0~2n-1个不同的等级电压，区分出输入的00···0到11···1，2n-1个不同状态。2.转换误差（实际精度）用最低有效位的倍数来表示；有时也用绝对误差与输出电压满刻度的百分数来表示。11.2.7DAC的转换精

4、度与速度二、误差分析2.漂移误差由OPA零点漂移导致的曲线漂移。3.非线性误差模拟开关的导通内阻不为0，电阻网络的偏差引起。*总误差：几种误差的绝对值相加。解：作业：P548，11.1，11.2，11.4Dn111101…A/DA(电压或电流)11.3A/D转换器11.3.1A/D转换的基本原理输入连续变化电压，输出为不连续的数字量。二、量化和编码量化：将采样电压表示为最小数量单位（Δ）的整数倍；编码：将量化的结果用代码表示出来（二进制，二-十进制）；量化误差：当采样电压不能被Δ整除时，将引入量化误差。取中间值11.3.2抽样保持电路11.3.3并联比较型A/D转换

5、器并联比较型量化输入→量化→编码111110101100011010001000P531,表11.3.1,2、特点*快，CLK触发信号到达到输出稳定建立只需几十纳秒;*精度，受参考电压、分压网络等因素影响;*有存储器,不需要S/H电路;*电路规模，n位需要2n-1比较器，触发器。11.3.4反馈比较型A/D转换器计数型基本原理：取一个“D”加到DAC上，得到模拟输出电压，将该值与输入电压比较，如两者不等，则调整D的大小，到相等为止，则D为所求值。简单！慢！2、逐次渐近型电路不太复杂！较快！2.次高位再置“1”:N.100003位：5个CLKN位:(n+2)个CLK作

6、业：P553，11.14，11.15，11.160100000100000100000111.3.5双积分型A/D转换器双积分型（V-T变换型）先将V转换成与之成正比的时间宽度信号，然后在这个时间内用固定频率脉冲计数。电路实现11.3.6V-F变换型A/D转换器11.3.7ADC的转换速度与转换精度一、速度取决于电路结构类型并联比较型：<1微秒逐次渐近型：10~100微秒/次双积分型：几十毫秒/次二、转换精度1.分辨率：以输出二进制或十进制的位数表示，说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。2.转换误差：通常以输出误差最大值的形式给出，表示实际输出的数字量和理论上应有

7、的输出数字量之间的差别。作业：P553，11.17