模电23(DA转换器).ppt

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1、1．掌握倒T型电阻网络D/A转换器的组成和工作原理2．了解D/A转换器的电压输出方式3．了解A/D转换一般过程（四步：采样、保持、量化、编码）4．了解并行、逐次比较A/D转换电路的组成、原理掌握双积分A/D转换器的组成和工作原理基本要求数电10.模数与数模转换器概述：A/D转换：模拟量→数字量；D/A转换：数字量→模拟量。1应用举例：2应用举例：1、数字控制系统A/D运算处理工业控制对象传感器放大执行机构显示D/A发送端：模拟信号放大A/D编码调制发射接收端：解调解码D/A放大执行2、数字通信系统310.1数/模转换器一、D/A转换的基本原理1、需解决的

2、问题：把输入的数字量（n位二进制代码）转换成与之成正比的模拟量（电流、电压）。2、思路：(1)将每一位二进制码按其权的大小转换成相应的模拟量；(2)将各位代码转换的模拟量求和。NB=dn-1·2n-1+dn-2·2n-2+…+d1·21+d0·20DACd0d1A…dn-1输入n位代码kNB4数码寄存器基准电压N位模拟开关解码网络求和电路N位数字量输入模拟量输出n位D/A转换器方框图N位数字量控制N位模拟开关的状态。N位模拟开关状态控制解码网络是否把相应位的权对应的模拟量→求和电路。5+VREFI2RR2R2R2RRR2R•T型电阻网络有各支路电流分别为

3、3、分类：(1)按解码网络：(2)按电子开关形式：权电流型；倒T型电阻网络型；T型电阻网络型；CMOS开关型双极型开关型610.1.1倒T形电阻网络D/A转换器R-2R电阻解码网络呈倒T形；D3～D0：输入数字量S3～S0:模拟开关；Si受Di控制：Di=1时，Si接运放反相端；Di=0时，Si将2R接地。运放A接成反相比例运算电路（外接）VREF：参考电压；vo：输出模拟电压+VREF+AvORfI2R2R2R2R2RRRRD0D1D2D3S0S1S2S3－1、电路组成：72、工作原理：由“虚地”可知，开关状态不影响电阻支路电流即有各支路电流分别为+V

4、REF+AvORfI2R2R2R2R2RRRRD0D1D2D3S0S1S2S3－8+VREF+AvORfI2R2R2R2R2RRRRD0D1D2D3S0S1S2S3－∴流入运放反相端的总电流推广到n位，有NB9(3)反相比例放大器的输出：vo=－RfI∑··－－取Rf=R——输出模拟电压与输入数字量成正比。比例系数K为··－集成电路有：AD7520（10位）DAC1212（12位）AK7546（16位）+VREF+AvORfI2R2R2R2R2RRRRD0D1D2D3S0S1S2S3－10AD7533D/A转换器使用:1)要外接运放，2)运放的反馈电阻可

5、使用内部电阻，也可采用外接电阻例：集成D/A转换器10位CMOS电流开关型D/A转换器113、倒T形电阻网络D/A转换器的特点：(1)模拟开关在地与输入之间转换，无论开关状态如何变化，各支路电流始终不变，即不需要电流建立时间。(2)各支路电流直接流入运放的输入端，不存在传输时间差，因而提高了转换速度，并减少了动态过程中输出电压的尖峰脉冲。∴此种D/A转换器是目前速度最高，应用最多的一种。问题:S开关导通压降若不完全相同，将影响转换精度。12关于D/A转换器精度的讨论(1)基准电压稳定性好；(2)倒T形电阻网络中R和2R电阻比值的精度要高；为实现电流从高位

6、到低位按2的整数倍递减，模拟开关的导通电阻也相应地按2的整数倍递增。为进一步提高D/A转换器的精度，可采用权电流型D/A转换器。为提高D/A转换器的精度，对电路参数的要求：(3)每个模拟开关的开关电压降要相等132.特点：(1)共性：开关支路电流与权成正比，电流相加(2)不同：产生支路电流的方法不同；图9.1.8(P437)实际的权电流型D/A电路（BJT恒流源电路）(3)优点：速度快；恒流源，对开关要求低；1.分析：权电流型D/ADi=1,Si接通反相输入端Di=0,Si接通同相输入端1410.1.3D/A转换器的输出方式由解码网络得到的是与输入数字量

7、成正比的电流信号，为得到电压信号，还要选择合适的输出电路。1、单极性输出：(1)反相输出(若R=RF)vO与VREF反相、单极性vOD0D1Dn-1i∑+Rf倒T形电阻网络D/A转换器－VREF…DvO/VLSB01234567输入：无符号位二进制码输出：单极性模拟信号VLSB15(2)同相输出VREFD0D1Dn-1i∑RR1R2倒T形电阻网络D/A转换器+－vO…同相比例放大器VO与VREF同相162、双极性输出输入：有符号位的数字量（常用补码表示）输出：正、负极性的模拟电压。此时，D/A转换器工作于双极性输出方式。常见的编码方式有：补码、偏移二进制

8、码或符号-数值码等。P437~P439（不作要求，感兴趣者自学）1710.1.4