微型计算机接口技术 教学课件 作者 古辉 主编9章-AD与DA转换器接口.ppt

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1、第九章A/D与D/A转换器接口1目录9.1A/D与D/A转换器9.2D/A转换器9.3D/A转换器接口电路9.4A/D转换的工作原理9.5A/D转换器9.6A/D转换器接口电路9.7实验29.1A/D与D/A转换器9.1.1A/D与D/A转换的基本概念9.1.2A/D与D/A在实际应用系统中的地位和作用39.2D/A转换器9.2.1转换原理9.2.2D/A转换器的转换特性9.2.3D/A转换器的基本电路形式9.2.4D/A转换器的主要技术参数49.3D/A转换器接口电路9.3.1集成D/A转换器芯片举例9.3.2D/A转换器与PC机的接口9.3.

2、3D/A转换器应用举例59.4A/D转换的工作原理9.4.1A/D接口的组成及模数转换过程9.4.2A/D转换器的基本原理9.4.3A/D转换器的主要技术参数69.5A/D转换器9.5.1计数式A/D转换器9.5.2逐次逼近型A/D转换器9.5.3双积分型A/D转换器9.5.4并行、串行A/D转换器79.6A/D转换器接口电路9.6.1集成A/D转换器芯片举例9.6.2A/D转换器与PC机的接口9.6.3A/D转换器应用举例8本章要点集成A/D、D/A转换器的原理与应用分析与设计A/D和D/A转换器接口的方法A/D和D/A转换器与CPU连接时需要

3、处理的问题9本章学习目标掌握各种A/D、D/A转换器的基本原理掌握几种集成A/D、D/A转换器的应用A/D和D/A转换器的外部特性A/D和D/A转换器与PC机的接口电路设计能够估计A/D、D/A转换器的误差109.1.1A/D与D/A转换的基本概念119.1.2A/D与D/A在实际应用系统中的地位和作用一个典型的计算机控制系统组成框图129.2D/A转换器基础知识：集成运算放大器同相端:输入端信号与输出端同相，用"+"号表示；反相端:输入端信号与输出端反相，用"-"号表示。+-VoI-I+V+V-V-V+开环放大倍数K=Vo13开环放大倍数非常

4、大（105~107）输出Vo受电源电压限制，绝对值一般在15V以下两输入端的差值非常小，即:V+=V-(称虚短路)V-V+K=VoVo输入阻抗非常大输入端的电流非常小，即：I+=I-=0（称虚断路）输出阻抗非常小输出端驱动能力大，带负载能力强。集成运算放大器的特点14RoIf+-VoViIiI-I+V+V-：若将运放的同相端接地，反相端输入信号Vi，如上图所示：由于运放要求输入Vi非常小，则输入点电位近似于地电位，可以看成输入端与地近似于短路，但又不是真的与地短路，因为输入端还有极小的电流存在。虚地:输入端电压近似为0，输入电流也近似为0，输入端

5、电位近似于地电位的特殊情况虚地概念集成运算放大器15RoIf+-RiVoViIiI-I+V+V-2.反相比例电路16所以即理想运算放大器下，放大倍数与运放外部的电阻有关与运放本身的参数无关ViRi=VoRoVoVi=RoRiIi=Vi-V-Ri=ViRiIf=V--VoRo=VoRoRoIf+-RiVoViIiI-I+V+V-V-=V+=0(虚短路）I-=I+=0(虚断路）Ii=If+I-=If反相比例电路特点：173.反相求和电路+-RoVoIfI-I+V+V-R1I1R2I2R3I3R4V1V2V3V4I418I1+I2+I3+I4=If+I

6、-=IfV1R1+V2R2+V3R3+V4R4=VoRoVo=-(RoR1V1+RoR2V2+RoR3V3+RoR4V4)+-RoVoIfI-I+V+V-R1I1R2I2R3I3R4V1V2V3V4I4反相求和电路特点199.2.1转换原理权电阻D/A转换20权电阻D/A转换当Di=1时当Di=0时，由于Si接地，Ii=0。21权电阻D/A转换若Rf=1/2R当D=Dn-1…D0=0时，U=0；当D=Dn-1…D0=11…1时，最大输出电压：U的变化范围是22R-2RT型电阻网络D/A转换数字量Vo+-RoVREFSn-1Dn-12RIn-1RS

7、n-2Dn-22RIn-2RS1D12RI1RS0D02RI02RI=VREF/RI/21I/22I/2n-1I/2nIi模拟量模拟开关T型电阻网络参考电压23特点：只有R和2R两种电阻;各节点向左和向上看的等效电阻均为2R;整个网络的等效电阻为RR-2RT型电阻网络D/A转换24Ro+-VoSn-1Dn-12RIn-1RSn-2Dn-22RIn-2RS1D12RI1RS0D02RI02RVREFIiI=VREF/R若共有n条分支，各支电流Ij为：In-1=In-2=VREF21RVREF22RI0=121I=122I=I==2n-1VREF2n

8、R=2n-2VREF2nR=20VREF2nR12nVREF2nRR-2RT型电阻网络D/A转换25输入数字量Dj控制模拟开关Sj：当D