ADDA技术未修改ppt课件.ppt

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1、第五节A/D和D/A转换movax,12hcalldisplayJmp1234h主要内容模拟量输入输出通道的组成D/A转换器原理及连接使用方法A/D转换器原理及连接使用方法数据采集A/D、D/A接口设计要点7.5A/D和D/A转换29七月20212模拟量I/O接口的作用：实际工业生产环境——连续变化的模拟量例如：电压、电流、压力、温度、位移、流量计算机内部——离散的数字量二进制数、十进制数工业生产过程的闭环控制7.5.1概述模拟量D/A传感器执行元件A/D数字量数字量模拟量模拟量输入(数据采集)模拟量输出(过程

2、控制)计算机29七月20213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29七月202147.5.2模拟量I/O通道的组成模拟接口电路的任务模拟电路的任务0010110110101100武器系统传感器放大滤波多路转换&采样保持A/D转换放大驱动D/A转换输出接口火控计算机执行机构输入接口物理量变换信号处理信号变换I/O接口输入通道输出通道29七月20215模拟量输入通道传感器（Transducer）非电量→电压、电流变送器（Transfo

3、rmer）转换成标准的电信号信号处理（SignalProcessing）放大、整形、滤波多路转换开关（Multiplexer）多选一采样保持电路（SampleHolder，S/H）保证变换时信号恒定不变A/D变换器（A/DConverter）模拟量转换为数字量29七月20216模拟量输出通道D/A变换器（D/AConverter）数字量转换为模拟量低通滤波平滑输出波形放大驱动提供足够的驱动电压，电流29七月20217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高通滤波传感器

4、低通滤波传感器带通滤波传感器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…29七月20218DAC数字/模拟转换器模拟量数字量7.5.3数/模（D/A）变换器29七月202197.5.3数/模（D/A）变换器8.2.1D/A变换器的基本原理及技术指标D/A变换器的基本工作原理组成：模拟开关、电阻网络、运算放大器两种电阻网络：权电阻网络、R-2R梯形电阻网络基本结构如图：VrefRf模拟开关电阻网络VO数字量∑29七月2021101.D/A变换原理运放的放大倍数足够大时，输出电压

5、VO与输入电压Vin的关系为：式中：Rf为反馈电阻R为输入电阻VinRfVO∑R29七月202111若输入端有n个支路,则输出电压VO与输入电压Vi的关系为：VinRfVO∑R1式中：Ri为第i支路的输入电阻Rn…29七月202112令每个支路的输入电阻为2iRf,并令Vin为一基准电压Vref，则有如果每个支路由一个开关Si控制，Si=1表示Si合上，Si=0表示Si断开，则上式变换为若Si=1,该项对VO有贡献若Si=0,该项对VO无贡献29七月2021132R4R8R16R32R64R128R256RVr

6、efRfVOS1S2S3S4S5S6S7S8与上式相对应的电路如下(图中n=8)：图中的电阻网络就称为权电阻网络29七月202114如果用8位二进制代码来控制图中的S1～S8(Di=1时Si闭合；Di=0时Si断开)，那么根据二进制代码的不同，输出电压VO也不同，这就构成了8位的D/A转换器。可以看出，当代码在0～FFH之间变化时，VO相应地在0～-(255/256)Vref之间变化。29七月202115D/A转换的基本原理数字量→按权相加→模拟量1101B＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20＝1329七月

7、202116为控制电阻网络各支路电阻值的精度，实际的D/A转换器采用R-2R梯形电阻网络(见下页)，它只用两种阻值的电阻(R和2R)。29七月2021中北大学《微机原理及接口技术》17D/A转换器的原理图（1）Iout2Iout1RfbRfbVout+_I1S1D1c2RRI2S2D2b2RRI0S0D0d2R2RRI3S3D3a2RVREF电阻网络基准电压电子开关29七月202118D/A转换器的原理图（2）Iout2Iout1RfbRfbVout+_I1S1D1c2RRI2S2D2b2RRI0S0D0d2R

8、2RRI3S3D3a2RVREF阻抗＝2R运算放大器虚地29七月202119D/A转换器的原理图（3）Va＝VREFVb＝VREF/2Vc＝VREF/4Vd＝VREF/8I0＝Vd/2R＝VREF/（8×2R）I1＝Vd/2R＝VREF/（4×2R）I2＝Vd/2R＝VREF/（2×2R）I3＝Vd/2R＝VREF/（1×2R）29七月202120D/A转换器的原理图（4）Iout1＝