AD和DA转换器课件.ppt

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1、下页总目录第一节数-模转换概述权电阻网络D/A转换器倒梯形电阻网络D/A转换器D/A转换器的转换精度与转换速度111.1概述能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC；能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。ADC和DAC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。2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，所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。基本原理3转换特性D

2、/A转换器的转换特性，是指其输出模拟量和输入数字量之间的转换关系。图示是输入为3位二进制数时的D/A转换器的转换特性。理想的D/A转换器的转换特性，应是输出模拟量与输入数字量成正比。即：输出模拟电压uo=Ku×D或输出模拟电流io=Ki×D。其中Ku或Ki为电压或电流转换比例系数，D为输入二进制数所代表的十进制数。如果输入为n位二进制数dn-1dn-2…d1d0，则输出模拟电压为：4下页返回上页各支路电流为二、权电阻网络D/A转换器权电阻网络D/A转换器REFV5下页返回上页取RF=R/2，得对n位权电阻

3、网络D/A转换器取RF=R/2，得6下页返回上页优点：结构比较简单，所用的电阻元件很少。缺点：各个电阻的阻值相差较大。权电阻网络D/A转换器7下页上页返回di=0时开关Si接至放大器的V+。di=1时开关Si接至放大器的V-。三.倒T形电阻网络D/A转换器倒T形电阻网络D/A转换器8下页上页返回计算倒T形电阻网络支路电流的等效电路可计算出各支路中的电流:每个支路的电流依次为：9下页上页返回倒T形电阻网络D/A转换器10（1）分辨率分辨率用输入二进制数的有效位数表示。在分辨率为n位的D/A转换器中，输出电压

4、能区分2n个不同的输入二进制代码状态，能给出2n个不同等级的输出模拟电压。分辨率也可以用D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压的比值来表示。10位D/A转换器的分辨率为：（2）转换精度D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差，即最大静态转换误差。（3）输出建立时间从输入数字信号起，到输出电压或电流到达稳定值时所需要的时间，称为输出建立时间。11下页上页返回转换速度：通常用建立时间tset来定量描述D/A转换器的转换速度。tsetvoto稳态值12下页总目录第二节模-数转换A/D转换器的

5、基本原理取样-保持电路并联比较型A/D转换器A/D转换器的转换精度和转换速度反馈比较型A/D转换器V-F变换型A/D转换器13下页返回上页1.取样定理一、A/D转换器的基本原理对输入模拟信号的取样模拟信号取样信号取样信号必须有足够高的频率取样频率vI最高频率14下页返回上页还原取样信号所用滤波器的频率特性满足取样定理条件下，可用低通滤波器将取样信号还原为输入模拟信号。15下页返回上页2.量化和编码量化：进行A/D转换时，取样电压表示为数字信号所取的最小数量单位的整数倍,所取最小数量叫做量化单位，用Δ表示。

6、数字信号最低有效位的1所代表的数量大小就等于Δ。编码：把量化的结果用代码表示出来，这些代码是A/D转换的结果。量化误差：量化过程引入的误差。当输入的模拟电压在正、负范围内变化时，一般要求采用二进制补码的形式编码。16下页返回上页二、取样-保持电路模拟开关控制信号vL为高电平时T导通，取样。vL返回低电平后T截止，保持。取样—保持电路的基本形式以上电路很不完善，取样速度受限制。动画17下页返回上页集成取样-保持电路LF398vL为高电平时S闭合，电路处于取样工作状态。vL返回低电平后S断开，电路进入保持状态

7、。典型接法LF39823876514238765电路结构18下页上页返回三、并联比较型A/D转换器并联比较型A/D转换器属于直接A/D转换器，它能将输入的模拟电压直接转换为输出的数字量而不需要经过中间变量。图示电路输入为0~VREF间的模拟电压，输出为3位二进制数码d2d1d0。19下页上页返回四、反馈比较型A/D转换器1.计数型A/D转换器转换开始前先用复位信号将计数器置零，而且转换控制信号应停留在vL=0的状态。并行数字输出计数器输出寄存器20下页上页返回当vL变为高电平时开始转换，计数器开始计数，v

8、O不断增加。当增至vO=vI时，vB=0将门封锁，计数器停止计数，这时计数器中所存的数字就是所求的输出数字信号。并行数字输出计数器输出寄存器这种方案的明显缺点是转换时间太长。21下页上页返回2.逐次渐近型A/D转换器并行数字输出转换开始前先将寄存器清零，所以加给D/A转换器的数字量也全是0。22下页上页返回并行数字输出转换控制信号vL变为高电平时开始转换，时钟信号首先将寄存器的最高位置成1，使寄存器的输出为100…00。这个数