数字逻辑与数字系统.ppt

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1、概述在实际工程中大量遇到的是连续变化的物理量。所谓连续，包括两方面的含义：一方面从时间上来说，它是随时间连续变化的；另一方面从数值上来说，它的数值也是连续变化的。这种连续变化的物理量通常称为模拟量。在数字系统内部，只能对数字信号进行处理。必须先转化成离散的数字信号，再输入数字系统识别和处理；又必须把数字系统发出的控制命令等转化为模拟信号，去驱动模拟调节执行机构。这两个过程，都需要数/模和模/数转换接口来完成。第十章数模转换器与模数转换器数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院概述数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电流)，使输出的模拟电量与输入的

2、数字量成正比。实现数模转换的电路称数模转换器Digital-AnalogConverter，简称D/A转换器或DAC。模数转换即将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。实现模数转换的电路称模数转换器Analog-DigitalConverter，简称A/D转换器或ADC。第十章数模转换器与模数转换器数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院A/D转换器D/A转换器模拟控制器工业生产过程控制对象模拟传感器ADC和DAC已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。将温度、压力、流量、应力等物理量转换为模拟电量。计算机进行数字处理（如计算、滤

3、波）、保存等用模拟量作为控制信号数字控制计算机概述A/D和D/A转换器是把微型计算机的应用领域扩展到检测和过程控制的必要装置，是把计算机和生产过程、科学实验过程联系起来的重要桥梁。第十章数模转换器与模数转换器数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院压力,温度,流量,液位等通过传感器转变成相应的电压或电流的模拟信号由DAC转换成模拟量信号的电压和或电流数字计算机工业控制系统示意图由计算机依次选通，进入ADC转换成数字量信号经过计算机数据处理，输出为数字量计算机选择某一执行机构，去调节控制对象。数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院10.1数

4、模转换器(DAC)D/A转换器实质上是一个译码器（解码器）。一般常用的线性D/A转换器，其输出模拟电压uO和输入数字量Dn之间成正比关系。UREF为参考电压。D/A转换器是将输入的二进制数字量转换成模拟量，以电压或电流的形式输出。uO＝DnUREF第十章数模转换器与模数转换器数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院数字量是用代码按数位组合而成的，对于有权码，每位代码都有一定的权值，如能将每一位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后，将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的模拟量，从而实现数字量--模拟量的转换。①实现D/A转换的基本思想ND＝b4

5、×24＋b3×23＋b2×22＋b1×21＋b0×20＝1×24＋1×23＋0×22＋0×21＋1×20将二进制数ND＝(11001)B转换为十进制数。D/A转换的基本原理第十章数模转换器与模数转换器数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院即：D/A转换器的输出电压uO，等于代码为1的各位所对应的各分模拟电压之和。①实现D/A转换的基本思想D/A转换的基本原理数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院DAC的数字数据可以并行输入也可串行输入用存放在数字寄存器中的数字量的各位数码由输入数字量控制产生权电流将权电流相加产生与输入成正比的模拟电压②

6、D/A转换器的组成D/A转换的基本原理数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院③D/A转换器的分类:按解码网络结构分类T型电阻网络DAC倒T形电阻网络DAC权电流DAC权电阻网络DAC按模拟电子开关电路分类CMOS开关型DAC双极型开关型DAC电流开关型DACECL电流开关型DACD/A转换器D/A转换的基本原理数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院(1)T型电阻网络DACR-2RT型电阻网络DAC是由模拟开关、R-2R电阻网络、运算放大器、基准电压几部分组成。10.1数模转换器(DAC)T型电阻网络模拟开关运算放大器（求和运算）基准

7、电压数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院10.1数模转换器(DAC)由R和2R两种规格电阻组成电阻网络，常称为R-2RT型D/A转换器，S0、S1、S2、S3四个模拟开关，表示数字信号d0、d1、d2、d3的取值情况。2R4位T型电阻网络DAC电路数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院10.1数模转换器(DAC)总电流I2R34位T型电阻网络DAC电路数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院10.1数模转换器(DAC)4位T型DAC电路输出电压为：2R数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院10.1数模转换器(DA

8、C)4位T型电阻网络DAC电路输出电压