数模和模数转换器ppt课件.ppt

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1、D/A转换器和A/D转换器是连接数字世界和模拟世界的桥梁，在现代信息技术中具有举足轻重的作用。概论D/A转换器（DigitalAnalogConvertor，ADC）A/D转换器（AnalogDigitalConvertor，ADC）●典型应用系统之一——多路数据采集系统概论●典型应用系统之二——声音的存储与回放系统概论一、D/A转换器的基本概念DACDnvOD/A转换器数字信号模拟信号将数字信号转化成与其成正比的模拟信号。以三位DAC为例，设K=1，可得出vO和Dn的关系D/A转换器D2D1D0vO0000V0011V0102V0113V1004V1015V1106V

2、1117V1.电路结构及工作原理权电阻型D/A转换器模拟开关电阻网络输入数字量输出电压参考电压流过各电阻的电流为多少？权电阻型D/A转换器权电阻型D/A转换器（1）输出电压与输入的数字量成正比；（2）输出电压与参考电压极性相反；（3）如果数字量为n位的二进制数，输出电压的变化范围：结论：权电阻型D/A转换器由于电阻网络中阻值范围太宽，很难保证每个电阻均有很高精度，在集成DAC中很少采用。思考：DAC的精度与电路中的哪些参数有关？权电阻精度外加参考电源精度R-2R网络型D/A转换器1.电路结构T型电阻网络参考电压由于R-2R网络只有两种阻值的电阻，因此最适合于集成工艺，集

3、成D/A转换器普遍采用这种电路结构。R-2R网络型D/A转换器2.工作原理进一步分析可得：R-2R网络型D/A转换器2.工作原理（续）通过放大器A把电流i∑转换成输出电压vO：乘法型D/A转换器双向CMOS模拟开关1.什么是乘法型DAC（MultiplyingDAC，MDAC）？实现了模拟量和数字量的乘法运算——乘法型DAC如果参考电压用模拟信号来代替乘法型D/A转换器2.集成乘法型D/A转换器——AD7520权电流型D/A转换器1.基本电路权电流型D/A转换器2.实际电路权电流型D/A转换器3.8位高速权电流型D/A转换器AD9708权电流型D/A转换器4.电流转换为

4、电压的两种方法2.满量程（FullScaleRange）输出电压VFSR1.最小输出电压增量VLSBD/A转换器的主要技术参数分辨率常用输入二进制数的有效位数表示。3.分辨率：最小输出电压增量与最大输出电压的比值来表示。数字量为11…1时的输出电压值。数字量变化一个单位时，输出电压的变化量。4.转换精度D/A转换器的主要参数（1）偏移误差、增益误差D/A转换器的主要参数（2）非线性误差在满量程范围内，D/A转换器实际值偏离理想转换特性的最大值称为积分非线性误差INL。比如某12位D/A转换器，其INL值为2LSB，如果基准电压为4.095V，给定数字量为1000，那么输

5、出电压可能是0.998~1.002V之间。D/A转换器的主要参数（2）非线性误差在理想情况下，任意两个相邻输入数据所对应的输出差值为1LSB，偏离这个理想值的最大偏差称为微分非线性误差DNL。5.输出建立时间D/A转换器的主要参数普通DAC的建立时间为几到几百微秒；高速DAC的建立时间小于几微秒；如MAXIM公司的MAX555为12位DAC，转换速度为300MHz。输入数据改变到输出进入规定的误差范围内所需要的最大时间。2.数字信号接口特性1.转换器的位数集成D/A转换器的选择转换器的位数取决于对信号分辨能力的要求。3.模拟信号接口特性4.参考电压5.动态特性如是并行接

6、口还是串行接口。是电压输出还是电流输出？是单极性还是双极性？是外置参考电压还是内置参考电压？主要指转换速度。1.波形发生器D/A转换器的典型应用2.数控稳压电源D/A转换器的典型应用3.数字式可编程增益衰减器D/A转换器的典型应用增益小于14.数字式可编程增益放大器D/A转换器的典型应用增益大于14.数字式可编程增益放大电路D/A转换器的典型应用一、A/D转换的过程要把模拟量转化为数字量一般要经过四个步骤，分别称为采样、保持、量化、编码。A/D转换器1.采样t0vI(t)A/D转换器t0vSTSSvI(t)vI’(t)t0vI’(t)连续时间信号A/D转换器采样定理：为

7、了不失真地恢复原始信号，采样频率至少应是原始信号最高有效频率的两倍，即：fS≥2fm模拟信号的频谱分布模拟信号的频谱是从直流（DC）到其最大值fm而分布。A/D转换器采样信号的频谱分布原信号的频率成分在其采样频率fS的整数倍频率附近出现，以fS的整数倍频率为中心，原信号的频率成分转成左右对称的重复特性。A/D转换器为了将抽样信号恢复成原来的模拟信号，可使用低通滤波器来实现。当fS＜2fm时，这时以fS为中心重复的fS/2以下成分，会在原模拟信号的频带内产生重叠。A/D转换器A/D转换中的抗混叠滤波器*如果在原信号成分中含有fS/2以上的高