数电091 数~模转换器ppt课件.ppt

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1、能将数字信号转换成模拟信号的电路，称为数/模转换器，简称D/A转换器。能将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模/数转换器，简称A/D转换器。——沟通模拟电路与数字电路的桥梁，是计算机和许多电子系统中不可或缺的接口电路。完整的电子系统通常是模拟－数字混合系统。3、D/A和A/D转换器的功用：2、什么是D/A和A/D转换器？＊1(1)自动控制系统被控物理量传感器模拟信号A/D转换器数字信号DSPD/A转换器模拟信号驱动执行机构(2)数字测量仪表数字信号处理衰减器或放大器被测物理量传感器模拟信号A/D转换器数字信号计数译码显示＊2(3)数据传输系统接收端：发送端：

2、＊3§9.1D/A转换器一、实现D/A转换的基本思路：∵数字量是用代码按数位组合起来表示的，每位代码都有一定的权（有权码），∴要把数字量转换成与之成正比的模拟量，2)将每一位数字量转换成的模拟量相加。即可得到与数字量成正比的总模拟量。必须：1)用一个解码网络来分配各位的权，将每一位代码按其权的大小转换成相应的模拟量；§9.1.1D/A转换器的基本原理＊4二、n位D/A转换器的方框图：n位数字量输入数码寄存器n位模拟开关解码网络求和电路模拟量输出基准电压三、D/A转换器的分类：按解码网络的结构分T形电阻网络型倒T形电阻网络型权电流型权电阻网络型权电容网络型开关

3、树型＊5按模拟电子开关分CMOS开关D/A转换器双极型开关D/A转换器电流开关型ECL电流开关型非饱和型高速数字集成电路转换速度较低转换速度较高9.1.2倒T形电阻网络型D/A转换器一、原理电路（以4位D/A转换器为例）介绍预备知识：集成运算放大器的线性运用运算放大器:具有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益、低漂移的直耦式多级放大器。＊6C+－vIPvINvO同相输入端反相输入端idvd所谓线性运用是指引入深度负反馈。由于集成运放的输入阻抗极高，引入深度负反馈极易做到。集成运放线性运用时的两个重要法则：1、虚短：两输入端的电位差为零。即：vd=vIP-vIN=0

4、2、虚断：流入两输入端的电流为零。即：id=0∵id=0→iF=i1∵vP=vN=0→∴vO=-iFRFC+－vIvOR1RFi1iFvPvN••idvd＊710.1.2D0~D3:待转换的数字信号；vo:模拟电压输出；R-2R：组成倒T型电阻解码网络；+VREF:基准电压；S0~S3:受Di控制的模拟开关，当Di=1时，Si打向右侧，与运放A的反相输入端相连；当Di=0时，Si打向左侧，与运放A的同相输入端相连；运放A:组成求和及电流-电压转换电路(外接)。图9.1.4＊8AA′BB′CC′DD′1、根据运放A线性运用时的虚短（现为虚地）法则，无论Si打向

5、何处，与之相连的2R电阻均接“地”；即流经2R电阻的电流与Si的位置无关。2、则从D、C、B、A向左看的二端网络的等效电阻均为R。二、工作原理：则，从基准电压源提供的总电流I=VREF/R；＊9AA′BB′CC′DD′3、流入每个2R电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。即：流入各开关支路的电流（从右至左）分别为I/2、I/4、I/8、I/16。4、总电流为5、输出模拟电压为＊106、将输入数字量扩展到n位，则，倒T型电阻网络D/A转换器输出模拟量与输入数字量的一般关系式为：其中——n位二进制数对应的十进制数vo∝NB若取Rf=R，则＊——比例系数111、

6、各支路电流直接流入运放的输入端，之间不存在传输上的时间差，所以转换速度较快；2、模拟开关在地-地之间转换，减少了动态过程中输出端可能出现的尖脉冲。常用集成电路有：AD7520（10位）、AD7533（10位）等＊三、倒T形电阻网络型D/A转换器的特点——是目前广泛应用的转换速度较快的D/A转换器12AD7533D/A转换器使用:1)要外接运放，2)运放的反馈电阻可使用内部电阻，也可采用外接电阻10位CMOS电流开关型D/A转换器＊取Rf=R时若用不完10位，则多余的高位输入端Di要全部接地！13四、CMOS模拟开关电路P435图9.1.6T1～T3：电平移动

7、电路，使输入端可与TTL电平兼容，T4～T5和T6～T7组成两个反相器，分别作为模拟开关管T8～T9的驱动电路；T8～T9构成单刀双掷开关。附带提醒：若实际输入数字量少于10位，对多余输入端如何处理？100101增强型P型沟道增强型N型沟道增强型N型沟道多余的高位输入端全部接地！9.1.6＊14五、为提高转换精度，对电路参数的要求（1）基准电压的稳定性要好；（2）倒T形电阻网络中R和2R阻值比值的精度要高；（3）每个模拟开关的开关电压降要相等；（4）模拟开关的导通电阻应按2的整数倍递增。倒T形电阻网络型D/A转换器对元件参数要求高！＊159.1.3权电流型D

8、/A转换器（P436图9.1.7）用一组恒流源代替倒