第19讲数-模和模-数转换器讲解ppt课件.ppt

《第19讲数-模和模-数转换器讲解ppt课件.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、第19讲数—模和模—数转换器19-1D/A转换器19-2A/D转换器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AnalogtoDigitalConverter，简称A/D转换器或ADC。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数字量成正比。实现数模转换的电路称数模转换器DigitaltoAnalogConverter，简称D/A转换器或DAC。概述例如：对于0~5V的直流电压，计算机用8位数字量来描述时：最小值（00000000）

2、B=0对应0V，最大值（11111111）B=255对应5V，中间值（01111111）B=127对应2.5V等D/A的任务是接收到一个数字量后，给出一个相应的电压。比如收到（00111111）B，应给出幅度为1.25V的电压。19-1D/A转换器将数字信号转换为模拟信号的电路。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19.1.1D/A转换器的基本原理电阻网络模拟电子开关求和放大器参考电压19.1.2权

3、电阻网络D/A转换器集成运放通过RF接入负反馈，有虚短，V-≈V+=0取RF=R/2n位权电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为R/2时，输出电压的计算公式：输出电压的变化范围:优点：结构简单，所用的电阻元件数很少。缺点：各电阻的阻值相差较大，不能保证有很高的精度。RF19.1.3倒T形电阻网络D/A转换器电阻网络模拟电子开关RF由于V-≈V+=0,所以开关S合到哪一边，都相当于接到了“地”电位，流过每条电路的电流始终不变。可等效为：取RF=R则：RFn位输入的倒T形电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为R时，输出电压的计算

4、公式：优点：（1）只有R和2R两种阻值的电阻，可达到较高的精度；（2）各支路电流恒定不变，在开关状态变化时，不需电流建立时间，所以电路转换速度高，使用广泛。集成D/A转换器CB7520为10位DACCB7520运算放大器的反馈电阻可使用CB7520内设的R如上图所示（16脚与1脚相连），也可另选反馈电阻接到IOUT1与VO之间。CB7520引脚排列图CB7520需外接运放需外接基准电压源19.1.4权电流型D/A转换器恒流源为减少电阻阻值的种类，在实用的权电流型D/A转换器中，经常利用倒T形电阻网络的分流作用产生一组所需

5、的恒流源。按比例加大发射结的面积由倒T形电阻网络分析可知，IE3=I/2，IE2=I/4，IE1=I/8，IE0=I/16，于是可得输出电压为可推得n位倒T形权电流D/A转换器的输出电压：基准电流：19.1.5具有双极性输出的D/A转换器接一偏置电流符号位求反若选VB=VREF和RB=2R，则:当UREF=－8v时，有补码输入对应的十进制数要求的输出电压d2d1d0011010001000111110101100+3+2+10-1-2-3-4+3v+2v+1v0-1v-2v-3v-4v则可得左表设VREF=10V19.1

6、.6D/A转换器应用举例DAC0808是8位权电流型D/A转换器，其中D0～D7是数字量输入端。用这类器件构成的D/A转换器时，需要外接运算放大器和产生基准电流用的电阻RR。DAC0808D/A转换器输出与输入的关系（设VREF=10V）通常用分辨率和转换误差来描述。1.分辨率:是指可以区分的模拟输出的最小非零电压值表示方法：(1)用输入二进制数字量的位数表示；如8位DAC。(2)用模拟输出电压的最小值与最大值的比值表示。该比值显然等于：19.1.7D/A转换器的主要参数一、D/A转换器的转换精度如转换误差可分为线性和非

7、线性误差。指实际的D/A转换特性和理想转换特性之间的最大偏差。转换误差的表示形式：(1)最低有效位的倍数。如:1LSB。(2)输出电压满刻度(FSR,FullScaleRange)的百分数。如:0.1％FSR。2.转换误差3.转换误差分析D/A转换器四个组成部分,均可引起转换误差,但有不同的特点.(1)参考电源引起的误差称为比例系数误差。(2)运放零点漂移引起的误差称为漂移误差或平移误差。(3)模拟开关的导通内阻和导通压降以及电阻网络中电阻的偏差引起的误差称为非线性误差。非线性误差有时导致转换特性局部非单调性，从而引起系

8、统不稳定。注意:D/A分为两种：一种为运放和参考电源为外接,另一种都集成在集成D/A内部。前者,在选择外接参考电源和运放时要注意，选择稳定性高的，否则会因为误差而降低精度！总误差为几种误差的叠加用完成一次转换所需的时间－－建立时间tset来衡量。建立时间:从输入信号变化开始到输出电压进入与稳态值相差正负1/2LSB范