模拟量与数字量的转换.ppt

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1、第7章模拟量和数字量的转换7.1D/A转换器7.2A/D转换器第7章模拟量和数字量的转换本章要求1.了解D/A、A/D转换的基本概念和转换原理;2.了解D/A、A/D转换常用芯片的使用方法。模数与数模转换器是计算机与外部设备的重要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要部件。将模拟量转换为数字量的装置称为模数转换器(简称A/D转换器或ADC)；传感器模拟控制模拟信号数字计算机数字控制数字信号ADCDAC将数字量转换为模拟量的装置称为数模转换器(简称D/A转换器或DAC)7.1D/A转换器数–模转换

2、（D/A转换器）的基本思想：由于构成数字代码的每一位都有一定的“权”，因此为了将数字量转换成模拟量，就必须将每一位代码按其“权”转换成相应的模拟量，然后再将代表各位的模拟量相加即可得到与该数字量成正比的模拟量，这就是构成D/A转换器的基本思想。7.1.1D/A转换器的转换特性n位二进制数X（Xn-1、Xn-2、…X1、X0）定义其最低位（LSB）X0和最高位（MSB）Xn-1的权分别为20和2n-1,则有:D/A转换器的输出应是与输入数字量成正比的模拟电流模拟电压或7.1.2权电阻求和网络D/A转换器放

3、大器总的输入电流为n位的权电阻D/A转换器若反馈电阻为0～输出电压的变化范围1.电路7.1.3R-2RT型电阻网络D/A转换器由数个相同的电路环节构成，每个电路环节有两个电阻和一个模拟开关。参考电压存放四位二进制数最低位(LSB)最高位(MSB)模拟开关UO+–2RA+URS2S0S1S32R2R2R2Rd0d1d2d30RRR110++-ARF2R0011数码寄存器Q0Q1Q2Q31.电路7.1.3R-2RT型电阻网络D/A转换器参考电压最低位(LSB)最高位(MSB)各位的数码控制相应位的模拟开关，

4、数码为“1”时，开关接电源UR；为0时接“地”。模拟开关UO+–2RA+URS2S0S1S32R2R2R2Rd0d1d2d30RRR110++-ARF2R0011数码寄存器Q0Q1Q2Q3存放四位二进制数2.转换原理分析输入数字量和输出模拟电压Uo之间的关系T型网络开路时的输出电压UA即是反相比例运算电路的输入电压。反相比例运算电路T型电子网络2RA+URS2S0S1S32R2R2R2Rd0d1d2d30RRR110UO++-ARF2R0011+–2.转换原理用戴维宁定理和叠加定理计算UAA+URS2S

5、0S1S32R2R2R2Rd0d1d2d30RRR1102R0011最低位(LSB)最高位(MSB)1000对应二进制数为00012.转换原理对应二进制数为0001时，A2R2R2RRRRR等效电路如右下图1122332R2R2R2RRRR2RURARA002.转换原理对应二进制数为0001时，等效电路如下RA同理：对应二进制数为0010时，有同理：对应二进制数为1000时，有同理：对应二进制数为0100时，有AR2.转换原理T型网络开路时的输出电压UA，即等效电源电压UE。等效电阻为R等效电路

6、如右图RAUE2.转换原理若输入的是n位二进制数，则2RUO++-ARF+–RUE+–A2.转换原理若取RF=3R，则若输入的是n位二进制数，则2RUO++-ARF+–RUE+–A7.1.4R-2R倒T型电阻网络DA转换器分析输入数字量和输出模拟电压uo之间的关系转换原理倒T型解码网络UO2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0++-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR.UC=UR/2UB=UR/4UA=UR/8UD=UR即：由于解码网络的电路结构和

7、参数匹配，则图中各点(D、C、B、A)电位逐位减半。UO2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0++-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR因此，每个2R支路中的电流也逐位减半。即：UO2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0++-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IRUO2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0++-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR

8、DAC0832是八位的D/A转换器,即在对其输入八位数字量后，通过外接的运算放大器，可以获得相应的模拟电压值。7.1.5集成D/A转换器简介1)内部简化电路框图DAC0832简化电路框图八位寄存器输入八位寄存器DAC八位转换器UREFRFIout1Iout2AGNDUCCDGND&ILECSWR1WR2XFERD/AD7D0......11≥≥2)芯片管脚DAC0832管脚分布图CSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCC