AD-DA模拟数字转换电路ppt课件.ppt

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1、第6章模拟数字转换电路掌握T形电阻网络D/A转换器(DAC)、集成D/A转换器的工作原理及应用。掌握并行比较、逐次比较、双积分A/D转换器(ADC)的工作原理及其特点。正确理解D/A、A/D转换器的主要参数。教学基本要求随着大规模集成电路和计算机技术的飞速发展，数字技术渗透到各个技术领域，各种以数字技术为基础核心的装置和系统层出不穷，如数字仪表、数字控制、数字通信、数字电视等。但是自然界中大多数物理信号和需要处理的信息却以模拟信号的形式出现，如语音、温度、位移、压力等。所以，要想用数字技术对这些信号进行处理和加工，就必须首先把模拟信号转换成数字信号，这就是模数转换（ADC）；另一方面

2、，在许多情况下为了显示直观或便于控制，必须将数字量转换成模拟量，这就是数模转换（DAC）。概述模拟量与数字量模拟量——连续变化的物理量数字量——时间和数值上都离散的量模拟/数字转换器ADCDAC数字/模拟转换器模拟输入输出系统示意图数字信号模拟信号现场信号1现场信号2现场信号n微型计算机放大器放大器放大器多路开关低通滤波传感器低通滤波传感器低通滤波传感器A/D转换器采样保持器数字信号受控对象控制信号模拟信号D/A转换器放大驱动电路…传感器将各种现场的物理量测量出来并转换成电信号（模拟电压或电流）放大器把传感器输出的信号放大到ADC所需的量程范围低通滤波器用于降低噪声、滤去高频干扰，以

3、增加信噪比多路开关把多个现场信号分时地接通到A/D转换器采样保持器周期性地采样连续信号，并在A/D转换期间保持不变利用D/A转换、A/D转换的系统想一想：你身边有哪些电子产品内需要A/D转换器和D/A转换器？检测电路模拟电信号A/D转换数字电路或计算机系统D/A转换喇叭、显像管等声音、图像等利用D/A转换、A/D转换的系统模拟信号模拟信号数字信号数字信号数/模与模/数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。随着电子技术的发展，数/模与模/数转换器的应用领域越来越广，对数/模与模/数转换器的要求也越来越高，新型的数/模与模/数转换器也不断地涌现。模拟信

4、号数字信号：A/D转换器(ADC－AnalogDigitalConverter)数字信号模拟信号：D/A转换器(DAC－DigitalAnalogConverter)6.1D/A转换器工作原理DAC数字/模拟转换器模拟量数字量一、D/A功能:将数字量成正比地转换成模拟量D/An=4位8位10位12位16位n位数字量模拟量0~5V或0~10V6.1D/A转换器D/A功能(续)4位数据:00000V11115V分辨率:5V/15=0.333V/每1个最低有效位8位数据:000000000V111111115V分辨率:5V/255=0.0196V/每1个最低有效位二、D/A转换的转换特

5、性数字量→按权相加→模拟量1101B＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20＝13Vout＝－（D/2n）×VREF三、D/A转换器结构及工作原理由三部分电路组成电阻网络模拟电子开关求和运算放大器1加权电阻网络D/A变换器这种变换器由“电子模拟开关”、“权电阻求和网络”、“运算放大器”和“基准电源”等部分组成。电子模拟开关(S0-S3)动作受二进制数d0-d3控制。当dK＝1时，则相应的开关SK接到位置1上，将基准电源UR经电阻Rk引起的电流接到运算放大器的虚地点（如图中S0、S1）；当dk＝0时，开关Sk接到位置0，将相应电流直接接地而不进运放。根据反相比例运算公式可得：显然

6、，输出模拟电压的大小直接与输入二进制数的大小成正比，从而实现了数字量到模拟量的转换。这种转换器用到的权电阻规格太多，不易采用集成技术制造。2、T型R-2R电阻网络电路Iout2Iout1RfbRfbVout+_I1S1D1c2RRI2S2D2b2RRI0S0D0d2R2RRI3S3D3a2RVREF电阻网络基准电压电子开关D/A转换器的原理图（2）Iout2Iout1RfbVout+_I1S1D1c2RRI2S2D2b2RRI0S0D0d2R2RRI3S3D3a2RVREF阻抗＝2R运算放大器虚地D/A转换器的原理图（3）Va＝VREFVb＝VREF/2Vc＝VREF/4Vd＝VRE

7、F/8I0＝Vd/2R＝VREF/（8×2R）I1＝Vc/2R＝VREF/（4×2R）I2＝Vb/2R＝VREF/（2×2R）I3＝Va/2R＝VREF/（1×2R）D/A转换器的原理图（4）Iout1＝I0＋I1＋I2＋I3＝VREF/2R×（1/8＋1/4＋1/2＋1）Rfb＝RVout＝－Iout1×Rfb＝－VREF×[（20＋21＋22＋23）/24]Vout＝－（D/2n）×VREF三、DAC的主要性能参数及选用方法指输入数字量的最低有效位（L