电工电子技术基本第8章 数模转换器和模数转换器

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数字电子技术基础第8章_数模和模数转换

数字电子技术基础第8章_数模和模数转换
AD7520原理电路
YA YA
8.1 D/A转换器
uO
RF
VREF 210 R
(D9
29
D8 28
D7 27
D1 21
D0 20 )
VREF RF
210 R
9
Di
i0
2i
VREF RF 210 R
D
对于具有n位输入的一般倒梯形R-2R电阻网络DAC,其输出为
3.转换时间
完成一次A/D转换所需的时间为转换时间。它是指接收到转换 控制信号开始,直至输出端得到稳定的数字输出所经历的时间间隔。
1
uO1 (t2 ) uO1 (t1 ) RC
t2 t1
(VREF
)dt
8.2A/D转换器
当t=t2时,积分器输出电压>0V,比较器输出等于0,控制门 G被关闭,计数停止。
1
uO1 (t2 ) uO1 (t1 ) RC
t2 t1
(VREF
)dt
2n TC uI RC
VREF RC
VREF R
255 D 256
8.2A/D转换器
8.2.1 A/D转换的基本结构和工作原理
A/D转换是将模拟信号转换为数字信号,转换过程通 过取样、保持、量化和编码四个步骤完成。
输 入 模 拟 电 压 CPs
uI(t)
S
C ADC的 采 样
保 持 电路
xn- 1 (MSB)
采 样 值展 宽 信

信号检测和控制系统结构框图
8.1 D/A转换器
8.1.1 D/A转换器的基本原理
1. 权电阻网络D/A转换器
4位权电阻网络D/A转换器
8.1 D/A转换器

第八章 数模、模数转换器

第八章 数模、模数转换器

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A/D转换器 8.2 A/D转换器
用二进制代码来表示各个量化电平的过程叫做编码。 用二进制代码来表示各个量化电平的过程叫做编码。 由于数字量的位数有限,一个n位的二进制数只能表示2 由于数字量的位数有限,一个n位的二进制数只能表示2n 个值,因而任何一个采样-保持信号的幅值, 个值,因而任何一个采样-保持信号的幅值,只能近似地逼近 某一个离散的数字量。 某一个离散的数字量。因此在量化过程中不可避免的会产生 误差,通常把这种误差称为量化误差。显然,在量化过程中, 误差,通常把这种误差称为量化误差。显然,在量化过程中, 量化级分得越多,量化误差就越小。 量化级分得越多,量化误差就越小。
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A/D转换器 8.2 A/D转换器
3.逐次逼近型模-数转换器 逐次逼近型模逐次逼近型模-数转换器一般由顺序脉冲发生器、 逐次逼近型模-数转换器一般由顺序脉冲发生器、逐次逼 近寄存器、 数转换器和电压比较器等几部分组成, 近寄存器、模-数转换器和电压比较器等几部分组成,其原理 框图如图 12所示 所示。 框图如图8-12所示。 一次转换过程如表 一次转换过程如表8-3和图8-15所示。 15所示。 所示
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D/A转换器 8.1 D/A转换器
8.1.3 T形电阻网络D/A转换器 T形电阻网络D/A转换器 形电阻网络D/A
为了克服权电阻网络D/A转换器中电阻阻值相差过大的缺 为了克服权电阻网络D/A转换器中电阻阻值相差过大的缺 D/A 点,又研制出了如图8-3所示的T形电阻网络D/A转换器,由R 又研制出了如图 所示的T形电阻网络D/A转换器, D/A转换器 和2R两种阻值的电阻组成T形电阻网络(或称梯形电阻网络) 2R两种阻值的电阻组成T形电阻网络(或称梯形电阻网络) 两种阻值的电阻组成 为集成电路的设计和制作带来了很大方便。网络的输出端接 为集成电路的设计和制作带来了很大方便。 到运算放大器的反相输入端。 到运算放大器的反相输入端。 提高转换速度和减小尖峰脉冲的有效方法是将图 提高转换速度和减小尖峰脉冲的有效方法是将图8-4电路 改成倒T形电阻网络D/A转换电路, D/A转换电路 所示。 改成倒T形电阻网络D/A转换电路,如图8-6所示。

第8章数模转换器与模数转换器

第8章数模转换器与模数转换器
S0 S1 S2 S3
R ∞
O1 O2


uo
I /1 6
2R 2R
I /8
2R
I/4
2R
I/2
2R
I= V REF / R
R
A B
R
C
R
D
I/8
I/4
I/2
I
-VREF

1. 倒T形电阻网络DAC
(1)电阻译码网络
电阻译码网络由R及2R两种电阻接成倒T形构成。由于网络两个输出端O1,O2都处 于零电位(O1点为虚地),所以从A、B、C任一节点向左看等效电阻都是2R, 如图(b)所示,因此,基准源电流I为
数据总线 d0~d7 (CS1)① (CS2)② 数据1锁存到①输入锁存器 (WR1)① 数据1输入①输入锁存器 (WR1)② 数据2输入②输入锁存器 WR2(XFER) ILE=1 D/A寄存器锁存 数据2锁存到②输入锁存器
刷新模拟输出
8.1 DAC
8.1.3 1.
DAC的主要参数

第8章 数模转换器与模数转换器
ADC与DAC在工业控制系统中的作用举例。
非电模拟量
传感器
模拟信号
ADC
数字信号
数字系统
数字信号
DAC
模拟信号
执行机构
8.1 DAC

8.1.1 D/A转换基本原理
数字量是用代码按数位组合起来表示的,每一位代码都有一定的 权值。例如,二进制数1010,第四位代码权是23,代码“1”表 示数值为“8”;第三位代码权是22 ,代码“0”表示这一位没有 数;第二位代码权是21 ,代码“1”表示数值为“2”;第一位代 码权是20,代码“0”表示这一位没有数,这样1010所代表的十 进制数是8×1+4×0+2×1+1×0=10。可见,数模转换只 要将数字量的每一位代码,按其权数值转换成相应的模拟量, 然后将各位模拟量相加,即得与数字量成正比的模拟量。

第八章数模和模数转换

第八章数模和模数转换
n 1
R
D0 D1
2V REF 2 R 2V REF 2 R
i n n
(D0 2 )
0
V REF 2
n2
R
( D1 2 )
1
2V REF 2 R
n
(Di 2 )
I I 0 I 1 ... I n 1 2 V REF 2 R 2 V REF 2 R 2 V REF 2 R
模拟 电平 二进制 代码 代表的 模拟电平 模拟 电平 二进制 代码 代表的 模拟电平
1V
7/8
6/8 5/8 4/8 3/8
111
7= 7/ 8
6 = 6/8 5 = 5/8 4 = 4/0
1V 13/15 11/15 9/15 7/15 5/15
111 7 =14/15
二、转换速度 (一)建立时间 ts ts 为在大信号工作下(输入由全 0 变为全 1,或由 全 1 变为全 0), 输出 电压达到某一规定值所需时间 。 不包含 UREF 和运放的单片 DAC 最短 ts < 0.1 s;包含 UREF 和运放的单片 DAC 最短 t s < 1.5 s。 (二)转换速率 SR 用大信号工作状态下模拟电压的变化率表示 完成一次转 上升时间 换所需时间 TTR = ts + tr (tf) 下降时间
I1
→I
- +
A
模拟输出 VO
(2)工作原理
当输入数字D0=1时 I 0 当输入数字D1=1时 I 1 当输入数字Di=1时 I i
· · ·
Sn-1 VREF
Rn-1=20R
→In-1
V REF R0 V REF R1 V REF Ri

数字电子技术第8章数模和模数转换简明教程PPT课件

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8.2 D/A转换器
8.2.1 D/A转换的基本原理
D/A转换器实质上都是一种解码器。
假设输入的二进制数为 Dn ( d n1 d n2 d 2 d1 d 0 ),参考电压为 VREF ,则D/A转换器 输出的模拟量 vO 可表示为
vO KDnVREF
式中K为解码电路的解码系数。
因为任何一个二进制数 Dn 都可以表示为
双极性输出的D/A转换器
为了使输入代码为100时对应的输出电压等于零,只要使 I B 与此时的 i 大小相等即可, 故应取
VB RB

I VREF 2 2R
通过上面的分析不难得出,双极性输出的D/A转换器的一般方法是只要在运算放大器 的输入端接入一个偏移电流,使最高位为1而其他各位为0时输出电压为0,同时将输入的 符号位取反后接到一般的D/A转换器的输入,就得到了双极性输出的D/A转换器。
( Dn ) B 2
所以
n 1
d n1 2
n2
d n 2 2 d 2 2 d1 2 d 0
2 1 0
2 d
i i 0
n 1
i
vO K

i 0
n 1
2 i d iVREF
由以上可知,D/A转换器的输出电压 vO 在数值上等于二进制数为“1”的每一位所对 应的模拟电压之和。


对于n位的权电阻网络D/A转换器,当反馈电阻为R/2时,输出电压的计算公式可写成
vO -
VREF 2
n
2
0
d 0 21 d1 2 n -2 d n -2 2 n -1 d n -1 -

VREF 2
n
Dn

数-模与模-数转换

数-模与模-数转换

4)转换时间。完成一次A/D所需的时间称为转换时间。各类A/D转换 器的转换时间有很大差别,取决于A/D转换的类型和转换位数。速度 最快的达到ns级,慢的约几百ms。
直接A/D型快,间接A/D型慢。并联比较型A/D最快,约几十ns;逐次 渐近式A/D其次,约几十μs;双积分型A/D最慢,约几十ms~几百ms 。
模拟电子开关的导通压降、导通电阻和电阻网络中电阻的误差等因素 有关。
2021/8/13
5
3)温度系数。在输入不变的情况下,输出模拟电压随温度 变化而变化的量,称压变化的值。
4)建立时间。完成一次D/A转换所需时间。一般小于1μs 。
功能。当采样脉冲us到来后,采样管VT导通,输入的模拟 信号uA经过VT管向电容C充电。在采样脉冲结束后,采样 管VT截止,若电容和场效应管的漏电都很小,运算放大器
的输入阻抗又很高,那么两次采样之间的时间内,电容没
有泄漏电荷,其电压基本保持不变。
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3)量化与编码。所谓量化就是将采样/保持后得到的样本值在幅值上以一定的 级数离散化,用最小量化单位的倍数来表示采样保持阶梯波离散电平的过程。
例如,对于一个8位D/A转换器,其分辨率为:1/(281)=1/255≈0.00392=0.392%
2)转换精度。转换精度是指输出模拟电压实际值与理论值之差,即最 大静态误差。
转换精度与D/A转换器的分辨率、非线性转换误差、比例系数误差和温
度系数等参数有关。这些参数与基准电压UREF的稳定、运放的零漂、
电子技术基础与技能
数/模与模/数转换
2021/8/13
1. 数模转换和模数转换基本概念 数字电路和计算机只能处理数字信号,不能处理模拟信号。若

数电第8章数模和模数转换

数电第8章数模和模数转换

该比值显然等于:
1
2n 1
VREF 2n
(2n
1)
12
3.转换误差:一般指输入端加满刻度的数字量时,DAC输出电 压的理论值与实际值之差,一般应低于0.5ULSB。
由于电路各部分都有误差,还要给出误差来表示实际能达到 的转换精度。
转换误差有时也称为线性 误差。它表示实际的D/A转换 特性和理想转换特性之间的 最大偏差。
RF (I3 I2 I1 I0 )
1.电阻数量少,结构简单;
R VREF 2R
(
d3 20
d2 21
d1 22
d0 23
)
2.电阻种类多,差别大,不 易集成。输入数 输入数
VREF 24
(d3 23
d2 22
d1 21
d0 20 )
字量
字量
o
VREF 2n
(d n1 2n1
dn2 2n2
d1 21
U OMAX
转换误差 U OMAX
1 2U LSB U OMAX
1 2U LSB UOMAX
0.25%
U LSB UOMAX
0.5%
1 2U LSB UOMAX
0.25%
1 2n -1
0.5%
U LSB UOMAX
0.5%
U LSB
VLSB 2n
UOMAX
VREF 2n
(2n
1)
14
D/A转换器的四个组成部分,均可引起转 换误差。但具有不同的特点。
由取样-保持 电路完成
•量化; •编码。
由A/D转换电路 完成
取保 样持
I 取样-保持
电路
L
O
20

数字电子技术基础第八章

数字电子技术基础第八章

u D I “[ ]”表示取整。 △ 称为 ADC 的单位量化电压或量化单位, 它是 ADC 的最小分辨电压。
可见,输出数字量 D 正比于输入模拟量 uI 。
EXIT

数模和模数转换器
A /D 转换的一般步骤
输入模拟量 输出数字量
u I( t) S
C
u I ( t)
量化 编码 电路
EXIT
数模和模数转换器
2R
2R
I0
I0 2R R
I1 A
I12R R
I2 B
I22R R
I3 C
I3
VREF I
从 A、B、C 节点向左看去,各节点对地的等效电阻均为 2R。 VREF 因此,I = R I3 I I I 2 ( I ), 3 = 2 I3 = I = = 2 = 2 ( 24 ), 2 2 24 4 I1 I2 I I I 0( I ) 1 = 2 = 2 ( 4 ),I0 = 2 = I1 = = 24 16 2 2 8 I VREF 3 2 1 0 4 即 I3 = 2 I0 , I2 = 2 I0 , I1 = 2 I0 , I 0 = 2 I0 4 2 2 R 可见,支路电流值 Ii 正好代表了二进制数位 Di 的权值 2i 。 EXIT
数模和模数转换器
模拟开关 Si 受相应数字位 Di 控制。当 Di = 1 时,开 关合向“1”侧,相应支路电流 Ii 输出;Di = 0 时,开关 合向“0”侧, Ii 流入地而不能输出。 iΣ = D3 I3 + D2 I2 + D1 I1 + D0 I0 = ( D3 23 + D2 22 + D1 21 + D0 20 ) I0 = D I0 VREF RF V R REF u = D I0 RF 4 0O ΣR F = -4 F = -D· u =- iD · 2 R 2 R RF D0 D1 D2 D3 VREF R iF Σ ∞ u = D · 对 n 位 DAC, O n - + 2 R VREF + 1 1 1 1 0 R =R 0 0 0· n 若取 S1 uO= SD F S0 , 则 2 2 S3 2R n 位 2RDAC R I12R V 2R 分成 将参考电压 I0 2 I2REF I3 2n 份,uO 是 R R DAC 的输出电压。 R 可调节 每份的 D 倍。调节 VREF VREF I0 I1 I2 I3 I

数模转换和模数转换原理

数模转换和模数转换原理
了从数字量到模拟量的转换。
8.2 数模转换器
当Dn=Dn-1…D0=0时,uO=0
2n 1 当Dn=Dn-1…D0=11…1时, uO 2n U REF 。
因而uO的变化范围是
0
~

2n 2n
1 U REF
权电阻网络D/A转换器的特点 ①优点:结构简单,电阻元件数较少; ②缺点:阻值相差较大,制造工艺复杂。

U REF 2n-1 R
n-1
di 2i
i0
虚断 运算放大器输出电压为
uO

RF I
RF
U REF 2n1 R
n1
di 2i
i0
令 RF=R/2 ,则
uO


U REF 2n
n1
di 2i
i0


U REF 2n
Dn
即:输出的模拟电压uO正比于输入的数字量Dn,从而实现
8.3 模数转换器
一、A/D转换器的基本工作原理 A/D转换是将模拟信号转换为数字信号,转换过程通
过取样、保持、量化和编码四个步骤完成。
模拟量输入
数字量输出
VI 采样 保持 量化 编码 DO
8.3 模数转换器
1.取样和保持
取样(也称采样)是将时间上连续变化的信号,转换为时 间上离散的信号,即将时间上连续变化的模拟量转换为一系列 等间隔的脉冲,脉冲的幅度取决于输入模拟量。
WR1:输入数据选通信号,低电平有效。(
上升沿锁存)
XFER:数据传送选通信号,低电平有效。 WR2:数据传送选通信号,低电平有效。(
上升沿锁存)
IOUT1:DAC输出电流1。当DAC锁存器中为全1时,IOUT1最大(满 量程输出);为全0时,IOUT1为0。

数字电子技术课件 第8章_数模和模数转换器

数字电子技术课件 第8章_数模和模数转换器

2.转换速度
(1)建立时间tset 在输入数字量各位由全0变为全
1,或由全1变为全0,输出电压达到 某一规定值(例如最小值取LSB或 满度值的0.01%)所需要的时间
(2)转换速率SR
D/A转换器建立时间
在大信号工作时,即输入数字量的各位由全0变为全1,或由 全1变为0时,输出电压的变化率。这个参数与运算放大器的 压摆率类似。
IOUT2 +
VREF
D0
D1
D2
D3 D4
AD7520
D5 Ⅱ
D6
D7
D8
D9
RF
IOUT1 –
IOUT2 +
uO1 uO2
Q0 Q9
CP
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
10 位可逆计数器 加/减
计数脉冲
加减控制 电路
v0
VREF 2n

Rf R
n1
[ (Di
i0
• 2i )]
v01
VREF 210

9 i0
Di

2i
9
2
Di

2i
v02
VREF
i0
210
8.3 A/D转换器
8.3.1 A/D转换的一般过程 8.3.2 并行比较型A/D转换器 8.3.3 逐次逼近型A/D转换器 8.3.4 双积分型A/D转换器 8.3.5 A/D转换器的主要参数
8.3 A/D转换器
根据虚断有: v / R I
I
OUT 1
V
O
REF
vI
/
R u
vO (D0 20
D1 21
...D9 29 )

数模转换器与模数转换器基本原理

数模转换器与模数转换器基本原理

数模转换器与模数转换器基本原理数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)是现代电子设备中常见的模拟信号处理电路,它们用于将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号。

本文将详细介绍数模转换器和模数转换器的基本原理。

一、数模转换器(DAC)基本原理数模转换器将数字信号转换为模拟信号,通常用于将数字数据转换为模拟信号输出,如音频、视频等。

数模转换器的基本原理如下:1. 数字信号表示:数字信号由一系列离散的数值表示,通常用二进制表示。

比如,一个八位的二进制数可以表示0-255之间的数字。

2. 数字量化:数字量化是将连续的模拟信号离散化,将其转换为一系列离散的数值。

这可以通过将模拟信号分成若干个均匀的间隔来实现。

例如,将模拟信号分为256个等间隔的量化等级。

3. 数字到模拟转换:数字到模拟转换的过程是将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。

这可以通过使用数字信号的离散值对应的模拟信号的电压值来实现。

比如,将一个八位的二进制数转换为0-5V之间的电压。

4. 输出滤波:为了减少转换过程中的噪声和失真,通常需要对转换器的输出信号进行滤波。

滤波器可以通过消除高频噪声、平滑信号等方式来实现,以获得更好的模拟输出信号。

二、模数转换器(ADC)基本原理模数转换器将模拟信号转换为数字信号,通常用于模拟信号的数字化处理,如传感器信号采集、音频信号编码等。

模数转换器的基本原理如下:1. 模拟信号采样:模拟信号是连续变化的信号,模数转换器需要将其离散化。

采样是指周期性地测量模拟信号的幅度。

采样频率越高,采样精度越高,对原始模拟信号的还原能力越强。

2. 量化和编码:量化是将采样后的模拟信号转换为离散的数字量,包括离散幅度和离散时间。

编码是将量化后的信号用二进制表示。

常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。

3. 数字信号处理:模数转换器的输出是数字信号,可以通过数字信号处理进行后续的处理和分析。

例如,可以对采集到的传感器数据进行滤波、数学运算等。

电路中的数模转换器与模数转换器

电路中的数模转换器与模数转换器

电路中的数模转换器与模数转换器电子设备在现代社会中扮演着重要的角色,而电路则是电子设备的基础。

在电路中,数模转换器和模数转换器是两种常见的组件,它们在数字信号和模拟信号之间起着桥梁的作用。

本文将就数模转换器和模数转换器进行探讨。

一、数模转换器数模转换器(DAC)是将数字信号转换为模拟信号的装置。

在电子设备中,数字信号通常是通过二进制编码来表示的,而模拟信号是连续变化的。

数模转换器的作用就是将数字信号转化为与之对应的模拟信号。

数模转换器通常由数字信号输入端、模拟信号输出端和控制端组成。

其中,数字信号输入端接收来自计算机或其他数字设备的二进制编码信号,而控制端可以进行精确的调节和控制。

通过内部的数学运算和电流输出,数模转换器能够将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。

数模转换器在各个领域中都得到了广泛的应用。

在音频设备中,数模转换器能够将数字音频信号转换为模拟音频信号,使得人们能够用耳朵听到音乐。

在通信设备中,数模转换器则起到将数字信号转换为模拟信号的作用,使信息能够在物理媒介上传输。

二、模数转换器模数转换器(ADC)则是将模拟信号转换为数字信号的装置。

在电子设备中,模拟信号是连续变化的,而数字信号是离散的。

模数转换器的作用就是将模拟信号转化为与之对应的数字信号。

与数模转换器类似,模数转换器通常由模拟信号输入端、数字信号输出端和控制端组成。

模拟信号输入端接收来自传感器或其他模拟设备的信号,而控制端则用于对转换过程进行调节和控制。

通过内部的采样和量化处理,模数转换器能够将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。

模数转换器同样在各个领域中发挥着重要作用。

在测量仪器中,模数转换器能够将模拟信号转换为数字信号,使得数据能够被处理和分析。

在自动控制系统中,模数转换器则起到将模拟输入转换为数字输入的作用,使得系统能够进行数字化的操作。

结语数模转换器和模数转换器在电子设备中起到了桥梁的作用,将数字信号和模拟信号进行转化。

电工电子技术基础教案-6-8数模和模数转换

电工电子技术基础教案-6-8数模和模数转换

课时计划
一、
二、
三、
组织教学
1、起立,师生互相问好,营造良好的课堂氛围
2、坐下,清点人数,指出和纠正存在问题
预习提问
汽车电路中哪里应用了模拟电路?哪里应用了数字电路?举例说

导入新课
汽车在工作过程中,经常需要通过传感器将速度、温度、压力等
物理量转换为电信号,这些信号一般都是模拟信号。

一、D/A转换器
1.D/A 转换基本原理
2.AD7520 D/A转换器
二、A/D转换器
1.A/D转换基本原理
A/D转换是将电压模拟量转换为二进制数字编码信号的过程。

(1)取样
(2)保持
问候
回答
问题
理解并记

认识各种
器件及管
脚作用
课堂练习
笔记
举例练习
复习脉冲
1
4
5
10
10
15
四(3)量化
(4)编码
编码是对量化后的电压用一个代码去表示。

通常采用二进制编码。

2.ICL7106ADC集成电路
总结课堂
布置作业,解答疑问电路加深
理解
整理笔记
提出疑问
10
5。

数字电子技术教学课件第8章 数模与模数转换器

数字电子技术教学课件第8章 数模与模数转换器

(1) 数字式可编程增益控制电路
I
D0
D1
D2
D7
D8
D9
RF
I OUT1 -
IOUT 2
O
+
2R 2R
2R
2R
R
R
R
2R
2R
2R
R
R
R
VREF
I
D0
D1
D2
D7
D8
D9
RF
I OUT1 -
IOUT 2
O
+
2R 2R
2R
2R
R
R
R
2R
2R
2R
R
R
R
VREF
倒T形电阻网络
Iout1= I0 + I1 + I2 +… I9
D0
D1
பைடு நூலகம்D2
D7
AD7520
10位CMOS电流开关型D/A转换器
D8
D9
10K
RF
R
IOUT1

IOUT2
O
+
2R 2R
2R
2R
R
R
R
2R
2R
2R
10K 20K
R
R
VREF
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)
O
VREF 210
Rf R
9 i0
( Di
实际的权电流D/A转换器电路
(M SB )
D3
D2
(LSB )
D1
D0
i
Rf –
A1
O

《数字电子技术》课件——第八章 数模和模数转换

《数字电子技术》课件——第八章 数模和模数转换

d2
22
d1 21
d0
20
)
VREF 24
D
8.2.2 倒T形电阻网络D/A转换器
VO
Ri
R VREF R
1 24
(d3 23
d2 22
d1 21
d0 20 )
VREF 24
D
对n位输入时,应有
VO
Ri
R VREF R
1 2n
(dn1 2n1
dn2 2n2
d1 21
d0 20 )
VREF 2n
第6页
8.2
8.2.1 权电阻网络D/A转换器 8.2.2 倒T形电阻网络D/A转换器
8.2.1 权电阻网络D/A转换器
求和放大器 权电阻网络
模拟开关
权电流:Ii VREF Ri I0 VREF 23 R I1 VREF 22 R I2 VREF 21 R I3 VREF 20 R
第7页
S3 ~ S0受数字d3 ~ d0控制
di 0时,Ii 0
di
1时,I
流向
i

8.2.1 权电阻网络D/A转换器
权电阻网络D/A转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器的优缺点:
• 1. 优点:简单 • 2. 缺点:电阻值相差大,
难于保证精度,且大电 阻不宜于集成在IC内部
输出电压:VO RF i
RF ( I3 I2 I1 I0 )
RF
R 2
RF
(VREF R
d3
VREF 2R
d2
VREF 22 R
d1
VREF 23 R
d0 )
VREF 24
(23 d3
22d2
21d1 20 d0 )
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和输入的二进制数码的位数n有关,位数越多,
分辨率就越高。 S
=
U LSB Um
=
1 2n 1
2. 转换精度
表示实际输出的电压值与理想的输出电压值之
间的差别。
3. 建立时间 从数码输入到模拟电压稳定输出之间的响应时间。
8.1.4 集成D/A转换器及其应用 1. DAC 0832内部结构和引脚功能
8.2.2 逐次逼近型A/D转换器
其工作原理可用天平秤重过程作比喻来说明。 若有四个砝码共重15克,每个重量分别为8、4、2 、1克。设待测重量Wx = 13克,可以用下表步骤 来秤量:
砝码重


暂时结果
第一次 8 克 砝码总重 < 待测重量Wx ,故保留 8 克
第二次 加4克 砝码总重仍 <待测重量Wx ,故保留 12 克
间的差别。
3. 转换速度 完成一次A/D转换所需要的时间称为转换速度。
8.2.4 集成A/D转换器及其应用 1. ADC 0809内部结构和引脚功能
2. ADC 0809的典型应用 (1) ADC数据采集系统
(2) ADC与单片机接口
第8章 数/模转换器和模/数转换器
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。
计算机控制系统框图
8.1 D/A转换器
8.1.1 D/A转换器的基本原理
D/A转换器的作用是将输入的数字量转换成模拟量,其
输出的模拟电压 uO与数字量 D 成正比。
uO = kV

d
3

1 2
+ d2

1 4
+ d1

1 8
+ d0

1 16

= UREF 24 R
d3 23 + d2 22 + d1 21 + d0 20
=
U REF 24 R
3 i=0
di
2i
d0
d1
Rf
d2
d3 iO

uO
0 10 1 0 10 1
2R
S0
S1
S2
S3
R
2R I0 2R R
I1 2R R
I2 2R R
I3 UREF I
uO
= iO Rf
=

UREF Rf 24 R
3
di 2i
i=0
=

UREF Rf 24 R
D
kV
=

UREF Rf 24 R
8.1.3 D/A转换器的主要技术指标
1. 分辨率
第三次 加2克 砝码总重 > 待测重量Wx ,故撤除 12 克
第四次 加1克 砝码总重 = 待测重量Wx ,故保留 13 克
逐次逼近型A/D转换器框图
uO 逼近uI 的波形
8.2.3 A/D转换器主要技术指标
1. 分辨率 用输出的二进制数码的位数N来表示。位数越
多,分辨率就越高。
2. 转换精度 表示实际输出的数字量与理想的输出数字量之
2. DAC 0832的典型应用 (1) 单极性直通工作方式
(2) 双极性直通工作方式
(3) 双缓冲模式的多路DAC数字分配系统
8.2 A/D转换器 A/D转换器的任务是将模拟量转换成数字量,它 是模拟信号和数字仪器的接口。 8.2.1 A/D转换器的基本原理 1. 采样与保持
2. 量化和编码
n-1
D = 2n-1 dn-1 + 2n-2 dn-2 + … + 21 d1 + 20 d0 = 2i di
i=0
8.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
Rf
d0
d1
d2
d3 iO

uO
0 10 1 0 10 1
2R
S0
S1
S2
S3
R
2R I0 2R R
I1 2R R
I2 2R R
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