电子技术基础（第2版）教学课件作者叶丽第15章.ppt

《电子技术基础（第2版）教学课件作者叶丽第15章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、15.1D/A转换器15.2A/D转换器第15章D/A与A/D转换器在电子系统中，经常用到数字量与模拟量的相互转换。如工业生产过程中的湿度、压力、温度、流量，通信过程中的语言、图像、文字等物理量需要转换为数字量，才能由计算机处理；而计算机处理后的数字量也必须再还原成相应的模拟量，才能实现对模拟系统的控制，如数字音像信号如果不还原成模拟音像信号就不能被人们的视觉和听觉系统接受。因此，数模转换器和模数转换器是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口，是数字电子技术的重要组成部分。能将数字量转换为模拟联系数字系统和外围设备的接口电路就是

2、数/模转换和模/数转换电路。数字控制系统结构框图如图15-1所示。能将数字量转换为模拟量（电流或电压），使输出的模拟量与输入的数字量成正比的电路称为数模转换器，简称D/A或DAC（DigitaltoAnalogConverter）。能将模拟量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟量成正比的电路称为模数转换器，简称A/D或ADC（AnalogtoDigitalConverter）。D/A、A/D转换技术的发展非常迅速，目前已有各种中、大规模的集成电路可供选用。15.1D/A转换器返回下一页上一页本章主要介绍数模转换器和模数转换器的基本工作原理及

3、主要性能指标，并在此基础上给出常用集成器件的主要参数和使用方法。在数模转换器中，主要介绍常用的倒梯形电阻网络数模转换器；在模数转换器中，主要介绍逐次逼近型模数转换器和间接转换型的双积分型模数转换器。15.1D/A转换器数模转换的基本原理就是将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，这样所得的总模拟量与数字量成正比，于是便实现了从数字量到模拟量的转换。D/A转换器由数码寄存器、模拟电子开关电路、解码网络、求和电路及基准电压几部分组成。数字量以串行或并行方式输入并存储于数码寄存器中，寄存器输出的每位数码驱动

4、对应数位上的电子开关将在电阻解码网络中获得的相应数位权值送入求和电路。15.1D/A转换器返回下一页上一页求和电路将各位权值相加便得到与数字量对应的模拟量。D/A转换器的主要技术参数如下。1.分辨率分辨率是指对输出电压的分辨能力。分辨率定义为最小分辨电压与最大输出电压之比。最小输出电压就是对应于输入数字量最低位（LSB）为1，其余位均为0时的输出电压，记为ULSB。最大输出电压就是对应于输入数字量各位均为1时的输出电压，记为UREF。2.转换精度D/A转换器的转换精度分绝对精度和相对精度。绝对精度是指实际输出模拟电压值与理论计算值之差，通常用最

5、小分辨电压的倍数表示。相对精度是绝对精度与满刻度输出电压（或电流）之比，通常用百分数表示。15.1D/A转换器返回下一页上一页3.转换时间D/A转换器从输入数字信号起，到输出电压或电流达到稳定值时所需要的时间，称为转换时间，它决定D/A转换器的转换速度。4.温度系数是指在输入不变的情况下，输出模拟电压随着温度变化而产生的变化量。一般用满刻度输出条件下，当温度每升高1℃时，输出电压变化的百分数作为温度系数。15.1.1权电阻网络DAC电路1.电路结构权电阻网络D/A转换电路如图15-2所示。它主要由权电阻网络D/A转换电路、求和运算放大器和模拟电

6、子开关三部分构成，其中权电阻网络D/A转换电路是核心，求和运算放大器构成一个电流、电压转换器，将流过各权电阻的电流相加，并转换成与输入数字量成正比的模拟电压输出。15.1D/A转换器返回下一页上一页2.工作原理二进制权电阻网络的电阻值是按4位二进制数的位权大小取值的，最低位电阻值最大，为23R，然后依次减半，最高位对应的电阻值最小，为20R。不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端（虚地）还是接到地，也就是不论输入数字信号是1还是0，各支路的电流是不变的。模拟开关S受输入数字信号控制，若d=0，相应的S合向同相输入端（地）；若d=1，相应的S合向

7、反相输入端。i正比于输入的二进制数，所以实现了数字量到模拟量的转换。3.运算放大器的输出电压采用运算放大器进行电压转换有两个优点：一是起隔离作用，把负载电阻与电阻网络相隔离，以减小负载电阻对电阻网络的影响；二是可以调节RF控制满刻度值（即输入数字信号为全1）时输出电压的大小，使D/A转换器的输出达到设计要求。15.1D/A转换器返回下一页上一页15.1.2R-2RT型网络D/A转换器1.电路结构4位R-2RT型网络D/A转换器的电路如图15-3（a）所示，它主要由R-2RT型电阻网络、求和运算放大器和模拟电子开关三部分构成，其中R-2R电阻网络

8、是D/A转换电路的核心，求和运算放大器构成一个电流、电压转换器，它将与输入数字量成正比的输入电流转换成模拟电压输出。2.工作原理当只有一个电子模拟开关