数字电子技术 教学课件 作者 王仁道 主编 李峰泉 王英楠 副主编 杨永生 主审第8章.ppt

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1、第8章数/模与模/数转换本章的重点、难点、了解8.1数/模转换8.2模/数转换数字电子技术第8章数/模与模/数转换重点：DAC最小电压和满刻度输出电压的计算DAC转换精度与分辨率ADC和DAC基本工作原理难点：ADC工作过程的分析ADC和DAC的基本原理了解：DAC和ADC集成电路内部结构采样定理数字电子技术第8章数/模与模/数转换8.1数/模转换数/模转换：[又称为DAC（DigitaltoAnalogConverter）或D/A转换]是将输入的数字信号转换成与数字量成正比例的输出模拟量电流或电压。8.1.1D/A转换在数字系统中的应

2、用数字电子技术第8章数/模与模/数转换以输出电压为例，则有或记作为转换比例系数。就是代表输入二进制数转换成的十进制数的大小，即输出电压与输入的十进制数成正比。数字电子技术第8章数/模与模/数转换77K11166K01155K10144K00133K11022K01011K10000K000（V）取K=1（V）B0B1B2数字电子技术第8章数/模与模/数转换8.1.2R-2R倒T型DAC电路倒T型R-2R网络数字电子技术第8章数/模与模/数转换2.R-2R倒T型DAC电路数字电子技术第8章数/模与模/数转换反馈电流输出=，⑴三位二进制D/

3、A转换=111时，若==（++）·=因，代入上式，并取=R，则有数字电子技术第8章数/模与模/数转换=若=110，则有=若=110，则有=若=110，则有=数字电子技术第8章数/模与模/数转换若取=8V，可得71116011510140013110201011000000（V）取K=1B0B1B2数字电子技术第8章数/模与模/数转换输出模拟信号的大小完全与输入的二进制数字信号成正比。转换成功！⑵位二进制D/A转换，若取=R，参考电压，有数字电子技术第8章数/模与模/数转换8.1.3恒流源权电流DAC电路以三位D/A转换为例，可得权电流D

4、AC电路图。数字电子技术第8章数/模与模/数转换若令，对位二进制输入，同样可得数字电子技术第8章数/模与模/数转换8.1.4DAC的主要性能指标1.最小输出电压增量指输入数字量中最低位的状态变化引起的对应输出电压知，时的的值就是，即的幅值。由2.满刻度输出电压满刻度，指的是为最大值时所对应的输出电压值。数字电子技术第8章数/模与模/数转换位二进制输入时，最大为11…13.分辨率：可分辨出的最小输出电压值。分辨率则分辨率数字电子技术第8章数/模与模/数转换例:当=10时，分辨率‰，若V，则‰V，数字电子技术第8章数/模与模/数转换作业：P

5、1701、3数字电子技术第8章数/模与模/数转换8.2模/数转换模/数转换：[又称为ADC（AnalogtoDigitalConverter）]是将输入的模拟信号转换为数字信号，使转换后二进制输出的数字量与输入的模拟电压成正比。即数字电子技术第8章数/模与模/数转换CP0CP1CP2CP3CP4时序分配器波形图8.2.1时序分配器逐次逼近型ADC电路中需要用到时序分配器。数字电子技术第8章数/模与模/数转换数字电子技术第8章数/模与模/数转换8.2.2逐次逼近型A/D转换器的组成基本思想：类似用天平称量时加减砝码的方法。数字电子技术第8

6、章数/模与模/数转换四位逐次逼近型A/D转换器原理框图JKQAJKQBJKQCJKQDA+-∞+B-+∞+D/A转换器1RSRRRSSSQQDAQQDBQQDCQQDD时序分配器CP01234CCPS6.25VFG¢RURU=8Viuiu=6.25V0123D0D1D2D30Q1Q2Q3QTtCPSTS数字电子技术第8章数/模与模/数转换具体结构及工作过程分析：采样保持电路由场效应管T、电容C和运算放大器A组成采样保持电路。001t2t3t4t5t6t8t7ttiu1u2u3u4uttD1234数字电子技术第8章数/模与模/数转换结论：

7、要求开关管T在关断时不漏电，运放A的输入电阻要为无穷大，电容C本身也不能漏电。采样控制信号必须满足采样定理≥2<<要求采样时间应满足数字电子技术第8章数/模与模/数转换2.电压比较器和JK触发器①运算放大器B构成电压比较器形式。当<时，输出=1，>当时，输出=0。JK触发器的作用：产生参考电压，与采样电压进行比较，若==，则，就是A/D转换结果。数字电子技术第8章数/模与模/数转换3.暂存器暂存器D由触发器组成。之前由计算机取走。将=并行暂存，在下一个上升沿到来4.时序分配器它用来产生图8.6所示的工作波形。数字电子技术第8章数/模与模

8、/数转换8.2.3逐次逼近式ADC工作过程假定图8.8中=8V，设所用为R-2R倒T型四位DAC电路，取=R，则由（8-3）式得=，则有==6.25V，由=及（8-11）式知，例：若数字电子技术第8章数/模