电工电子技术 第三版第14章 模拟量和数字量的转换.ppt

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1、第14章　模拟量和数字量的转换14.1D/A转换器14.2A/D转换器主页面【知识要求】了解A/D转换器的电路的基本组成、原理与主要技术指标；了解D/A转换器的电路的基本组成、原理与主要技术指标。学会运用A/D转换器、D/A转换器实现数字电路与模拟电路的连接。【能力要求】14.1D/A转换器能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC。能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。1.D/A转换器的基本原理和转换特性14.1.1D/A转换器的基本原理输

2、出D/A输入…d0d1dn-1分辨率2.D/A转换器的主要技术指标分辨率用输入二进制数的有效位数表示。在分辨率为n位的D/A转换器中，输出电压能区分2n个不同的输入二进制代码状态，能给出2n个不同等级的输出模拟电压。分辨率也可以用D/A转换器的最小输出电压（对应的输入数字量只有最低有效位为1）与最大输出电压（对应的输入数字量所有有效位全为1）的比值表示。10位D/A转换器的分辨率为转换精度输出建立时间D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差，即最大静态转换误差。从输入数字信号起，到

3、输出电压或电流到达稳定值时所需要的时间，称为输出建立时间。14.1.2D/A转换器的构成1.二进制权电阻网络D/A转换器d1d0d2d3S3RuoI32RS2I2I1I04R8RS1S0+VREFIREFiFR/2i++_各支路电分别为合成电流为2.倒T型电阻网络D/A转换器从A、B、C、D向右看的二端网络等效电阻都是R。参考电压源模拟开关电阻网络运算放大器d1d0d2d3S3RuoI32RS2I2I1I02R2RS1S0+VREFIREFiFR/2i2RRRRBCDAI3I2I1I0++_从参

4、考电压端输入的电流各支路的电流分别合成电流输出电压14.1.3DAC0832分辩率8位；电流稳定时间1μs；可双缓冲，单缓冲或直接数字输入；只需在满量程下调整其线性度；单一电源供电（+5V～+15V）；低功耗，20mw。DAC0832是一种具有两个输入数据寄存器的8位D/A转换器。主要技术指标1.DAC0832的结构及原理允许数据输入数据被锁存允许D/A转换停止D/A转换10DGND数字地UCCAGND模拟地20LE（2）LE（1）9IOUT1IOUT2VREF812118位DAC寄存器8位输入寄存

5、器13141516456719121817D7D6D5D4D3D2D1D0ILECSWR1WR2XFERRfb8位D/A转换器3＆＆＆1111写1（低电平）写2（低电平）传送控制信号（低电平）1234567891011121314151617181920DAC083008310832CSAGNDD3D2D1D0DGNDXFERD4D5D6D7WR1WR2VREFIOUT2IOUT1RfbUCCILE片选信号引脚（低电平）输入锁存允许信号（高电平）数字输入量DAC电流输出反馈电阻参考电压输入供电电源模

6、拟地数字地构成第一级输入锁存构成第二级输入锁存14.2A/D转换器14.2.1A/D转换器的基本原理1.A/D转换器的转换过程数字量输出ADC的数字化编码电路CPSS采样保持电路采样展宽信号输入模拟电压…Cui（t）uS（t）d0d1Dn-12.采样-保持电路Ot0t1t2t3t4t5t6t7t8t9t10t11tuiuouiuoCA1A2采样脉冲开关驱动电路SuiuouC++_++_3.逐次逼近型A/D转换器输出数字量输入模拟电压顺序脉冲发生器逐次逼近寄存器D/A转换器电压比较器uiuo4.A

7、/D转换器的主要技术指标分辨率相对精度转换速度用输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越高。相对精度是指实际的各个转换点偏离理想特性的误差。转换速度是指完成一次转换所需的时间。14.2.2ADC08091.电路组成8位模拟开关ADDAADDBADDCALE地址锁存与译码控制与时序SAR三态输出锁存缓冲器EOCD0--7树状开关256R电阻网络GNDREF(＋)REF(－)OESTARTCLKIN0--7UCC++－2.ADC0809管脚功能1234567891015161718192

8、021222324ADC0809IN3IN4IN5IN6IN7STARTEOCIN2IN1IN0ADDAADDBADDCALED0D7D6D5D4D3D2VREF(－)OECLKUCCVREF(＋)GNDD111121314252627288个模拟量输入端启动A/D转换转换结束信号输出允许信号实时时钟通道地址锁存允许通道地址输入数字量输出线正负参考电压电源电压地