电子技术第十四章模拟信号与数字信号的相互转换.ppt

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1、第14章数模信号的相互转换第14章模拟信号和数字信号的相互转换14.1数模转换器14.2模数转换器14.1数模转换器A/D与D/A转换概述A/D传感器计算机执行机构控制对象D/A模拟量数字量模拟量数字量与数字量等值的十进制数成正比的模拟量D/AD/A转换器的组成：(1)数码寄存器(2)模拟电子开关电路(3)解码网络(4)求和电路(5)基准电压一、R-2R型数模转换器组成(1)电子双向开关S1～S4(2)R–2R型电阻网络(3)运算放大器(4)基准电压UREFUREF2R2R2R2RRRR12343R2R2RS1S2S3S4D1D2D3D4++Uo∞1.5R2R2R2R2

2、RRRR1234UREF+－2R等效电路：二、工作原理UREF2R2R2R2RRRR12343R2R2RS1S2S3S4D1D2D3D4++Uo∞1.5R0001AAR+－12REFUAA◆等效电路：2R2R2R2RRRR1234UREF+－2RAAR+－12REFUAAR+－12REFU◆等效电路：AA2R2R2RRRR234R+－12REFUBBBBR+－222REFUBBR+－222REFUAAR+－12REFU◆等效电路：2R2RRR234BBR+－22REFUBBR+－222REFUCCCCR+－323REFUCCR+－323REFUAAR+－12REFU◆等

3、效电路：BBR+－222REFU2RR34R+－23REFUCCCCR+－323REFUDDDDR+－424REFUDDR+－424REFUUREF2R2R2R2RRRR12343R2R2RS1S2S3S4D1D2D3D4++Uo∞1.5RS1单独接UREF时转换器等效电路：S1单独接UREF时转换器等效电路：DDR+－424REFU3R2R++Uo∞1.5RS1单独接UREF时转换器等效电路：+－24REFU3R2R++Uo1∞1.5RR当S1单独接UREF时，Uo1=－UREF/242R2R2R2RRRR1234UREF+－2R等效电路：UREF2R2R2R2RRR

4、R12343R2R2RS1S2S3S4D1D2D3D4++Uo∞1.5R0010AA2R1AA◆等效电路：2R2R2R2RRRR1234UREF+－2RAA2R1◆等效电路：BBBBR+－22REFUAA2R2R2RRR1234UREF+－2RBBR+－22REFUAA2R1◆等效电路：2R2RRR234BBR+－2REFUBBR+－22REFUCCCCR+－322REFUCCR+－322REFUAA2R1◆等效电路：BBR+－22REFU2RR34R+－22REFUCCCCR+－322REFUDDDDR+－423REFUDDR+－423REFUAA2R1UREF2R2

5、R2R2RRRR12343R2R2RS1S2S3S4D1D2D3D4++Uo∞1.5RS2单独接UREF时转换器等效电路：S2单独接UREF时转换器等效电路：DDR+－423REFU3R2R++Uo∞1.5RS2单独接UREF时转换器等效电路：+－23REFU3R2R++Uo2∞1.5RR当S2单独接UREF时，Uo2=－UREF/23当S2单独接UREF时，Uo2=－UREF/23当S1单独接UREF时，Uo1=－UREF/24同理：当S3单独接UREF时，Uo3=－UREF/22当S4单独接UREF时，Uo4=－UREF/2Uo=D4Uo4+D3Uo3+D2Uo2+

6、D1Uo1数模转换器输出的模拟电压为：当输入n位二进制数时:即：输出的模拟量UO是与输入的数字量所等值的十进制数成正比。分辨率KRR：UominUomax∴KRR=12n－1★数模转换器的分辨率大小取决于转换器的位数。最小输出电压→输入二进制数为0…01最大输出电压→输入二进制数为1…11T1T2T3T4+UCC-UBBDiSiUREF三、电子双向开关T3饱和导通，T4截止。当Di=1时1T1饱和导通，T2截止;→Si=11T3截止,T4饱和导通。T1截止,T2饱和导通；当Di=0时0→Si=00T1T2T3T4+UCC-UBBDiSiUREF可见:Di=0时，Si=0

7、→Si接地。Di=1时，Si=1→Si接UREF。因此，起到一个电子开关的作用。UREF2R2R2R2RRRR12343R2R2RS1S2S3S4D1D2D3D4++Uo∞1.5R【例】n=6的R-2R型数模转换器，基准电压UREF=10V,若输入的二进制数分别为1011和111101，求输出的模拟电压。[解](1)输入为1011→001011时，(2)输入为111101时，与数模转换相反，即将模拟量转换成相当的数字量分类：一、按转换方式分：直接模数转换器间接模数转换器：转换时需经过一个中间变量二、按工作原理分：逐次逼近型、并行比较型、双