第 九 章 数 - 模和模 - 数转换
第9章-DAC和ADC
图9.2.6
DAC——CB7520电路原理图
【例1】 下图是用CB7520和74LS161组成的波形发生器电路。已 知CB7520的VREF=-10V，试画出输出电压V0的波形，并标出波形图 上各点电压的幅度。
9.2.7
DAC——CB7520应用举例
§9.2.3 权电流型D/A转换器
在权电阻网络DAC和倒T形电阻网络DAC中的模拟开关在实 际应用中，总存在一定的导通电阻和导通压降，而且每个开关的 情况又不完全相同，所以它们的存在无疑会引起转换误差，影响 转换精度。 权电流型DAC可有效的解决这一问题。其示意图如下：
n
其中： X X n 2
n 1
X n 1 2
n2
X 1 2 Dn
0
一般的数模转换器的基本组成可分为四部分，即：电 阻译码网络、模拟开关、基准电压源和求和运算放大器。
图9.2.2 数模转换器原理图
目前使用最广泛的D/A转换技术有两种：权电阻网络 D/A转换和T形电阻网络D/A转换。
本章主要内容
第一节
概述
第二节
D/A转换器
第三节 A/D转换器
§9.1 概述
DAC和ADC的应用举例：
DAC和ADC的应用举例——MP3播放器：
DAC和ADC的应用举例——数字温度计：
DAC和ADC的应用举例——数字血压计：
在过程控制和信息处理中，经常会遇到一些连续变化的 物理量，如话音、温度、压力、流量等，它们的量值都是 随时间连续变化的。为了能使用数字电路处理模拟信号， 必须把模拟信号转换成相应的数字信号，方能送入数字系 统进行处理。同时，还往往要求将处理后得到的数字信号 再转换为相应的模拟信号作为最后的输出。 图9.1.1所示即为一个典型的数字控制系统框图：
数字电子技术基础第五版
数字电子技术基础第五版习题解答：本书是为配合清华大学电子学教研组编、阎石主编的《数字电子技术基础》（第五版）教材的使用而编写的习题解答。
书中除包含有《数字电子技术基础》（第五版）全部习题的详细解答以外，还含有各章习题的分类以及每种类型题目的解题方法和步骤等内容。
数字电子技术基础（第5版）：数字电子技术基础（第5版）》是2006年高等教育出版社出版的图书，作者是阎石、清华大学电子学教研组。
内容简介：本书是普通高等教育“十五”国家级规划教材。
本书以前各版曾分别获得北京市教育教学成果一等奖、国家教委优秀教材一等奖、国家级优秀教材奖。
新版教材是在基本保持第四版教材内容、理论体系和风格的基础上，按照教育部2004年修订的“数字电子技术基础课程教学基本要求”修订而成的。
本次修订除改写了部分章节外，还增加了硬件描述语言和EDA软件应用的基础知识。
此外，还在多数小节后面增设了复习思考题。
为了便于教学，也为了便于读者今后阅读外文教材和使用外文版的EDA软件，书中采用了国际上流行的图形逻辑符号。
全书主要内容有：数制和码制、逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、硬件描述语言、脉冲波形的产生和整形、数-模和模-数转换等共11章。
本书可作为电气信息类、仪器仪表类各专业的教科书，也可供其他相关理工科专业选用以及社会选者阅读。
作者简介：阎石，清华大学教授、全国高等学校电子技术研究会理事长。
1937年生人。
1958年毕业于清华大学自动控制系，其后一直在清华大学从事电子技术的教学与科研工作。
曾任国家教委工科本科基础课程教学指导委员会第一、二届委员，华北地区高等学校电子技术教学研究会理事长。
1989年与童诗白教授等一起获得普通高等学校优秀教学成果国家级特等奖。
主编的《数字电子技术基础》第二版获国家教委优秀教材一等奖，第三版获国家优秀教材奖，第四版获北京市教育教学成果一等奖。
主要著作有：《数字电子技术基础》第一、二、三、四版，高等教育出版社分别于1981年、1984年、1989年、1998年出版；《电子技术基础学习指导》，辽宁科技出版社，1985年出版；《数字电子电路》，中央电大出版社，1993年出版；《数字电子技术荩础（第四版）教师手册》，高等教育出版社，2003年出版；《帮你学数字电子技术基础》，高等教育出版社，2004年出版。
北工大微机接口总复习及练习
例、设8253的通道0~2和控制端口的地址分别为300H、 302H、304H和306H，定义通道0工作在方式3， CLK0=2MHz。试编写初始化程序，并画出硬件连线 图。要求通道0输出1.5kHz的方波，通道1用通道0的 输出作计数脉冲，输出频率为300Hz的序列负脉冲， 通道2每秒钟向CPU发50次中断请求。
从1 8259; MOV DX, 0FEE8H MOV AL, 19H OUT DX, AL MOV DX, 0FEEAH MOV AL, 90H OUT DX, AL MOV AL, 02H OUT DX, AL MOV AL, 01H OUT DX, AL 从2 8259; MOV DX, 0FEEEH MOV AL, 19H OUT DX, AL MOV DX, 0FEECH MOV AL, 0A0H OUT DX, AL MOV AL, 05H OUT DX, AL MOV AL, 01H OUT DX, AL
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三. I/O接口与总线
【掌握】 接口的概念和作用；端口的概念；接口信号分类 （数据、状态、控制）；数据通过接口输入/输出的方式（无条 件、查询、中断、DMA）；接口的编址方式；I/O指令。 【理解】 状态口及控制口的主要信号线。 1.按传送信息分类的三总线 2.I/O地址译码 3.CPU与I/O之间传送数据的几种方式 4.何谓芯片引脚的三态能力，高阻状态意味着什么? 5.总线的概念和分类，总线标准及常用的标准总线。
2
一. 基本概念
1. 掌握微型计算机系统组成及层次结构，包括基本结构框图， 微机的主要组成部件。 2. 掌握什么是微处理器，什么是微型计算机，什么是微型计 算机系统？ 3. 掌握微机系统的主要技术参数：包括字长，存储容量，主 频，速度，配套外设，配套软件
阎石数字电子技术基础第6版配套题库
阎石《数字电子技术基础》（第6版）配套题库【考研真题精选＋章节题库】目录第一部分 考研真题精选 第1章 数制和码制 第2章 逻辑代数基础 第3章 门电路 第4章 组合逻辑电路 第5章 半导体存储器 第6章 时序逻辑电路 第7章 脉冲波形的产生和整形电路 第8章 数-模和模-数转换第二部分 章节题库 第1章 数制和码制 第2章 逻辑代数基础 第3章 门电路 第4章 组合逻辑电路 第5章 半导体存储器 第6章 时序逻辑电路 第7章 脉冲波形的产生和整形电路 第8章 数-模和模-数转换弘博学习网————各类考试资料全收录内容简介本书是阎石《数字电子技术基础》（第6版）教材的配套题库，主要包括以下内容：第一部分为考研真题精选。
本部分精选了重点高校（如中国科学技术大学、北京邮电大学、中山大学、山东大学、电子科技大学、重庆大学、中国海洋大学等）的经典考研真题，并提供了详解。
通过本部分练习，可以熟悉考研真题的命题风格和难易程度。
第二部分为章节题库。
结合国内多所知名院校的考研真题和考查重点，根据该教材的章目进行编排，精选典型习题并提供详细答案解析，供考生强化练习。
弘博学习网————各类考试资料全收录第一部分 考研真题精选第1章 数制和码制一、选择题（多选）在以下代码中，是无权码的有（ ）。
[北京邮电大学2015研]A．8421BCD码B．5421BCD码C．余三码D．格雷码【答案】CD查看答案【解析】编码可分为有权码和无权码，两者的区别在于每一位是否有权值。
有权码的每一位都有具体的权值，常见的有8421BCD 码、5421BCD码等；无权码的每一位不具有权值，整个代码仅代表一个数值。
二、填空题1（10100011.11）2＝（______）10＝（______）8421BCD。
[电子科技大学2009研]【答案】163.75；000101100011.01110101查看答案【解析】二进制转换为十进制时，按公式D＝∑k i×2i求和即可，再由十进制数的每位数对应写出8421BCD码。
大学电子技术基础课后习题答案第9章-数模与模数转换器
9 数模与模数转换器9.1 D/A 转换器9.1.1 10位倒T 形电阻网络D/A 转换器如图题9.1.1所示。
（1）试求出输出电压的取值范围。
（2）若要求电路输入数字量为200H 时输出电压v o =5V ，试问V REF 应取何值？解：（1）由式（9.1.6）可知，10位D/A 转换器输出电压O v 为910022f REFOii i R R v R D ==-⋅⋅∑当98D D …0D =00…0时 O v =0 V当98D D …0D =11…1时，REFO R v R=-，已知f R R =，所以O REF v R =-于是可得到输出电压的取值范围为：0REF V V -。
（2）根据式（1） 109212O REFifii R v V R D =⋅⋅=-⋅⋅∑将98D D …0D =1000000000代入上式，的REF V =﹣10V 。
9.1.2 在图9.1.8所示的4位权电流D/A 转换器中，已知REF V =6V ，1R =48k Ω，当输入3210D D D D =1100时，O v =1.5V ，试确定f R 的值。
解：n 位权电流D/A 转换器的输出电压为1122n fiREF O i n i R R v D R -==⋅⋅∑于是，有11022n O f n iREF i i R v R V D -=⋅⋅=⋅⋅∑依题意，已知n=4，REF V =6V ，1R =48k Ω，3210D D D D =1100，O v =1.5V,代入上式得f R =16k Ω。
9.1.5 可编程放大器（数控可变增益放大器）电路如图题9.1.5所示。
（1）推导电路电压放大倍数/V O I A v v =的表达式。
（2）当输入编码为（001H ）和（3FFH ）时，电压放大倍数V A 分别为多少？ （3）试问当输入编码为（000H ）时，运放1A 处于什么状态？解：（1）图题9.1.5中运放3A 组成电压增益为﹣1的反相比例放大器，O v =﹣REF V 。
国防科技大学822数字电子技术考试大纲
2019年硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲科目代号：822 科目名称：数字电子技术一、考试要求主要考查学生对有关数制和码制的理解，对逻辑代数基础知识的掌握，对TTL和CMOS门电路的理解和掌握，对触发器的认识和运用；用基本理论和方法分析和设计组合和时序逻辑电路的能力；对半导体存储器及简单可编程逻辑器件的理解，对脉冲波形产生和整形电路以及数模/模数电路的理解、掌握和应用。
二、考试内容1、数制与码制几种常用的数制；不同数制间的转换；二进制算术运算；几种常用的编码。
2、逻辑代数基础三种基本逻辑运算；逻辑代数的基本公式、基本定理；逻辑函数及其表示方法；逻辑函数的化简。
3、门电路半导体二极管门电路；CMOS门电路；TTL门电路；TTL电路与CMOS电路的接口。
4、组合逻辑电路组合逻辑电路的分析和设计方法；编码器、译码器、数据选择器、加法器和数值比较器的分析与设计；组合逻辑电路中的竞争-冒险现象。
5、触发器SR锁存器；电平触发、脉冲触发、边沿触发的触发器；触发器的逻辑功能及其描述方法；触发器的动态特性。
6、时序逻辑电路同步和异步时序逻辑电路的分析；寄存器、计数器等若干常用的时序逻辑电路分析；同步时序逻辑电路的设计；时序电路中的竞争-冒险现象。
7、半导体存储器只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM）的电路结构和工作原理；用存储器实现组合逻辑函数。
8、简单可编程逻辑器件现场可编程逻辑阵列（FPLA）和可编程阵列逻辑（PAL）的基本原理和应用。
9、脉冲波形的产生和整形施密特触发器；单稳电路；多谐振荡器和555定时器及其应用。
10、数-模和模-数转换权电阻网络、倒T形网络、权电流型D/A转换器；具有双极性输出的D/A 转换器；D/A转换器的转换精度与转换速度；A/D转换的基本原理；采样-保持电路；并联比较型、反馈比较型、双积分型A/D转换器；A/D转换器的转换精度与转换速度。
三、考试形式考试形式为闭卷、笔试，考试时间为3小时，满分150分。
模数转换原理
模数转换原理
模数转换原理是指将一个数值在不同的模数下进行转换的方法。
在数论中，模数是一个正整数，被称为模。
在模数为m的情
况下，所有整数可以被划分为m个等价类。
每个等价类包含
了所有与该等价类中的任意数在模m下同余的数。
模数转换原理的核心思想是利用同余关系，将一个数值在不同模数下的等价类进行转换。
具体来说，假设我们有一个模数为m1的数值a，我们想将其转换为模数为m2的数值b。
首先，
我们需要找到一个数x，可以满足以下关系式：
a ≡ x (mod m1)
然后，我们根据模数转换原理可以得到：
x ≡ b (mod m2)
通过求解这个同余方程，我们可以得到转换后的数值b。
同余
方程的解在模数m2下是唯一的。
模数转换原理在许多领域中都有应用。
在计算机科学中，模数转换原理常用于数据压缩、加密算法以及校验和计算等领域。
在数论中，模数转换原理是研究同余关系以及模运算的基础理论。
总结起来，模数转换原理是利用同余关系将一个数值在不同模
数下进行转换的方法。
它广泛应用于计算机科学和数论中，并具有重要的理论和实际意义。
计算机接口与微机原理-第9周-模拟数字转换器ADC0809
模拟数字转换器ADC0809n模/数转换器n模/数转换器的性能参数n模/数转换原理n ADC 0809的内部结构图n ADC 0809的工作方式n ADC 0809芯片的接口电路中山大学信息科学与技术学院陈任数/模和模/数转换v当用计算机来构成数据采集或过程控制等系统时，所要采集的外部信号或被控制对象的参数，往往是温度、压力、流量、声音和位移等连续变化的模拟量。
v计算机只能处理不连续的数字量，即离散的有限值。
v因此，必须用模数转换器即A/D转换器，将模拟信号变成数字量后，才能送入计算机进行处理。
v计算机处理后的结果，也要经过数模转换器即D/A转换器，转换成模拟量后，在示波器上显示结果波形和在记录仪上描记下来，或驱动执行部件，达到控制的目的。
模/数转换器v我们时常需要把模拟信号转化为数字信号, 以便进行数据的存储，处理和传输，如：把电压，电流，光，声音等模拟信号转化为数字信号。
v模/数转换器可以把模拟信号转换为数字信号，也称为ADC(Analog-to-Digital Converter)。
模数转换器ADC模拟信号数字信号模拟信号8位模数转换器ADC8位二进制数X 参考电压: V refv输入模拟信号(如，电压值0~+5V) ，启动模数转换，产生8位二进制数输出。
start模/数转换器原理v实现A/D转换的基本方法有十几种，常用的有计数法，逐次逼近法，双斜积分法和并行转换法。
v逐次逼近式A/D转换具有速度快，分辨率高等优点，且采用这种方法的ADC芯片成本较低，因此在计算机数据采集系统中获得了广泛的应用。
v逐次逼近式A/D转换器的转换原理是建立在逐次逼近的基础上，把输入电压V i和一组从参考电压分层得到的量化电压进行比较，比较从最大的量化电压开始，由粗到细逐次进行，由每次比较的结果来确定相应的位是1还是0。
不断比较和逼近到两者差别小于某一误差范围时即完成了一次转换。
逐次逼近型ADC逐次逼近型ADC 由逐次逼近寄存器SAR ，D/A 转换器，比较器A 和缓冲器等组成。
第9章 DAC、ADC[70页]
![第9章 DAC、ADC[70页]](https://img.taocdn.com/s3/m/d97f98dc561252d381eb6e49.png)
a0
VREF 23 R
S3
S2
S1
S0
VREF
a3
a2
a1
a0
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图9-1 二进制权电阻DAC原理图
东北大学信息学院
7
iI
a3
VREF 20 R
a2
VREF 21 R
a1
VREF 22 R
a0
VREF 23 R
VREF 23 R
(a3
23
a2
22
a1
21
a0
20 )
VREF 23 R
开关树型D/A转换器
并联比较型 计数型
A/D 直接转换型 反馈比较型
转
逐次逼进型
换 器
间接转换型 双积分型（V－T变换型）
V—F变换型
2020/10/21
东北大学信息学院
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9.1 数/模转换器（DAC）
➢DAC原理框图：
基准电压
输 入 寄 存 器
2020/10/21
电
电
子
阻
开
网
关
络
东北大学信息学院
2020/10/21
东北大学信息学院
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第9章 数/模和模/数转换
被控对象
传感器
A/D转换器
计算机
驱动电路 D/A转换器
2020/10/21
东北大学信息学院
3
主要指标：转换精度；转换速度。
分类：
D/A 转 换 器
权电阻网络D/A转换器
倒T型电阻网络D/A转换器 权电流型D/A转换器 权电容网络D/A转换器ARVREF I
I3
BR I2
CR I1
数字电子技术江晓安答案
数字电子技术江晓安答案【篇一：数字电路教学大纲】txt>一、课程基本情况教学要求：二、课程的性质、目的和任务：①、课程性质：《数字电子技术》是机电一体化技术、电气自动化技术等专业的一门专业基础课，是理论和实际紧密结合的应用性很强的一门课程。
是在学完《电路基础》和《模拟电子技术》课程后，继续学习数字电子技术方面知识和技能的一门必修课。
②、本课程的目的：从培养学生的智力技能入手，提高他们分析问题、解决问题以及实践应用的能力，为学习其它有关课程和毕业后从事电子、电气工程、自动化以及计算机应用技术方面的工作打下必要的基础。
③、本课程的任务：本课程的主要任务是使学生掌握数字电子技术的基本概念、基本理论、基础知识和基本技能，熟悉数字电路中一些典型的、常用的集成电路原理，功能及数字器件的特性和参数。
掌握数字电路的分析方法和设计方法。
通过这门课程的学习和训练，达到掌握先进电子技术的目的。
并为今后学习有关专业课及解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。
本课程的研究内容该课程教学内容主要包括：逻辑代数基础、门电路、触发器等与数电技术及相关的课题。
本课程的研究方法三、本课程与相关课程的联系（先修后修课程）本课程的先修课程是高等数学、普通物理、电路理论及模拟电子技术，本课程应在电路理论课学过一学期之后开设。
要求学生在网络定理（如戴维南定理、迭加原理和诺顿定理等）、双口网络、线性交流电路和暂态分析等方面具有一定基础。
?四、教学内容和基本要求各章节主要内容、重点难点及学生所需掌握的程度。
（一般了解，理解和重点掌握）教学内容：第一章数制和码制第一节概述第二节几种常用的数制第三节不同数制间的转换第四节二进制算术运算第五节几种常用的编码第一节概述第二节逻辑代数中的三种基本运算第三节逻辑代数的基本公式和常用公式第四节逻辑代数的基本定理第五节逻辑函数及其表示方法第六节逻辑函数的化简方法第七节具有无关项的逻辑函数及其化简第三章门电路第一节概述第二节半导体二极管门电路第三节 cmos门电路第四节 ttl门电路第四章组合逻辑电路第一节概述第二节组合逻辑电路的分析方法和设计方法第三节若干常用的组合逻辑电路第四节组合逻辑电路中的竞争——冒险现象第五章触发器第一节概述第二节sr锁存器第三节电平触发的触发器第四节脉冲触发的触发器第五节边沿触发的触发器第六节触发器的逻辑功能及其描述方法第一节概述第二节时序逻辑电路的分析方法第三节若干常用的时序逻辑电路第四节时序逻辑电路的设计方法第五节时序逻辑电路中的竞争——冒险现象第七章半导体存储器第一节概述第二节只读存储器（rom）第三节随机存储器（ram）第四节存储器容量的扩展第五节用存储器实现组合逻辑函数第八章可编程逻辑器件第一节概述第二节可编程阵列逻辑（pal）第三节通用阵列逻辑（gal）第四节可擦除的可编程逻辑器件（epld）第五节复杂的可编程逻辑器件（cpld）第六节现场可编程门阵列（fpga）第七节在系统可编程通用数字开关（ispgds）第八节 pld的编程第九章脉冲波形的产生和整形第一节概述第二节施密特触发器第三节单稳态触发器第四节多谐振荡器第五节 555定时器及其应用第十章数-模和模-数转换第一节概述第二节 d/a转换器第三节 a/d转换器五、课程考核办法课程成绩由两部分组成：平时成绩和期末考试平时成绩考核方式：由学习中心辅导教师负责考核或网上作业系统自测期末考试考核方式：大作业/考试笔试/口试开卷/闭卷总评成绩构成：平时成绩20%；考试成绩80%。
广西大学2020年《数字电路及信号与系统(816)》考试大纲与参考书目
广西大学2020年《数字电路及信号与系统(816)》考试大纲与参考书目考试性质初试考试方式和考试时间闭卷考试试卷结构一、试卷满分及考试时间本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。
二、答题方式答题方式为闭卷、笔试。
三、试卷内容结构信号与系统90分数字电子技术基础60分四、试卷题型结构单项选择题（30分）填空（20分）画图（20分）简答（30分）综合应用题（50分）考试内容信号与系统【考查目标】1.掌握信号与系统的基本概念、理解信号的描述、分类及特性，掌握确定信号及线性时不变系统的特性。
2. 掌握线性时不变时间系统与离散时间系统的数学模型，了解连续时间系统与离散时间系统响应时域分析的概念和方法，深刻理解卷积计算LTI系统的零状态响应的过程，以及与信号时域分解的关系。
3. 掌握信号的频域分析方法，掌握周期信号和非周期信号的频谱及其特点，重点掌握连续时间信号傅里叶变换及其主要性质。
4. 掌握单边的拉氏变换及其主要性质，熟悉连续时间系统的复频域分析方法，重点理解系统函数的概念和由系统函数分析系统的特性。
5.熟悉掌握典型离散信号及其表示；熟悉建立差分方程的过程；z变换的概念和典型信号的Z变换，利用z变换求解离散系统的差分方程的方法，利用卷积求系统零状态响应的方法。
一、绪论(一)了解信号与系统的概念、信号的描述、分类和典型信号。
(二)掌握信号的运算、阶跃信号与冲击信号、信号的分解。
(三)掌握系统的模型及其分类、线性时不变系统，系统的分析方法。
二、连续时间系统的时域分析(一)掌握微分方程的建立、求解，起始点的0-到0+跳变。
(二)熟悉掌握零输入响应和零状态响应(三)掌握系统冲击响应求法和阶跃响应，利用卷积求系统的零状态响应，卷积的性质和图解法。
三、傅里叶变换(一)熟悉周期信号的傅里叶级数，频谱结构和频带宽度(二)掌握冲击函数和阶跃函数的傅里叶变换，卷积特性。
(三)掌握傅里叶变换的性质，周期信号的傅里叶变换，抽样信号的傅里叶变换，抽样定理。
第九章 数—模和模—数转换
第九章 数—模和模—数转换【题9.1】 在图9.2.5所示的D/A 转换电路中，给定V REF =5V ，试计算 （1） 输入数字量的09~d d 每一位为1时在输出端产生的电压值。
（2） 输入为全1、全0和1000000000时对应的输出电压值。
【解】（1）根据式（9.2.5）可知，09~d d 每一位的1在输出端产生的电压分别为-2.5V ，-1.25V ，-0.625V ，-0.313V ，-0.156V ，-78.13mV ，-39.06mV ，-19.53mV ，-9.77mV ，-4.88mV 。
（2）输入全1、全0和1000000000时的输出电压分别为-4.995V ，0V 和-2.5V 。
【题9.2】 图P9.2所示电路是用CB7520和同步十六进制计数器74LS161组成的波形发生器电路。
已知CB7520的V REF =-10V ，试画出输出电压v 0的波形，并标出波形图上各点电压的幅度。
CB7520的电路结构见图9.2.5，74LS161的功能表与表5.3.4相同。
【解】 74LS161工作在计数状态，在时钟信号连续作用下，Q 3 Q 2Q 1 Q 0从0000~1111不断循环，因此6789d d d d 也从0000~1111不停地循环。
6789d d d d 、、、为1时在输出端产生的电压分别为+5V 、+2.5V 、+1.25V和+0.625V 。
v 0的波形图如图A9.2。
v O图A9.2【题9.3】 图P9.3所示电路是用CB7520组成的双极性输出D/A 转换器。
CB7520的电路结构见图9.2.5，其倒T 型电阻网络中的电阻R=10kΩ。
为了得到±5V 的最大输出模拟电压，在选定R B =20 kΩ的条件下，V REF 、V B 应各取何值？【解】 应取V REF =10V 。
为使V B 提供的偏移电流大小与d 9=1时的输出电流I out1相等，应取RV R V REFBB 2=v 0V REF V B图P9.3故得V V V RR V REF REF BB 102===。
数模转换器DAC教学课件
RF
DGND
数字“地
”
数/模和模/数转换器
UCC
写信号2
ILE
WR2 数据传送选通信号 XFER
D4
D5 D6
电流输出端1和2
D7 IO2
IO1
数字电路与逻辑设计
9.2 模/数转换器ADC
1. 模/数转换的原理
在模拟量转换为数字量的过程中，由 于输入的模拟量在时间上是连续的，而 输出的数字量是离散的，所以进行转换 时只能在一系列选定的瞬间对输入的模 拟量采样后再转换为输出的数字量。
ui′
ADC的 量化
... Dn-1
编码电路
D1 D0
取样展宽信号
输入模拟电压
ADC 采样保持电路
通过采样脉冲的作用，转
采样过程是通过模拟电子开 关 S实现的。模拟电子开关每
换成时间上离散、但幅值上 仍连续的离散模拟信号。
隔一定的时间间隔闭合一次， 量化编码就是先将幅值连
当一个连续的模拟信号通过这 续可变的采样信号量化成幅
模/数转换器的作用就是将输入的模拟 电压数字化。转换过程一般通过采样、 保持、量化和编码四个步骤完成。在实 际电路中，这些过程有的通常是合并进 行的，例如，取样和保持，量化和编码 往往都是在转换过程中同时实现的。
数/模和模/数转换器
数字电路与逻辑设计
电子开关S 受CP控制
CP
S
ui
N位数字量 输出
2. 集成数/模转换器DA0832
DAC0832是8位的电流输出型D/A转换器，在对其输入8 位数字量后，通过外接运放，即可获得相应的模拟电压。
片选信号输入端
电源5～15V输入端 输入锁存允许信号端
输入数据选通信号
《数字电子技术》课程教学大纲
《数字电子技术》课程教学大纲大纲执笔人：吴一帆大纲审核人：王创新课程编号：0809000315英文名称：Digital Electronic Technology学分：3总学时：48 。
其中，讲授48 学时适用专业: 自动化、测控技术与仪器、电子信息科学与技术、光信息科学与技术等专业本科二年级或三年级学生。
先修课程：高等数学、电路分析、大学物理、模拟电子技术一、课程性质与教学目的《数字电子技术》是自动化、测控技术与仪器等专业本科生的一门主要技术基础课，是现代新兴技术如计算机技术、信息技术等的基础，是一门必修课。
学习电子技术课程，对培养学生的科学思维能力，树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析和解决问题的能力，具有极其重要的作用。
《数字电子技术》是电子技术基础系列课程中重要的组成部分。
通过本课程的学习，应使学生掌握数字电子技术的基本概念、基本原理和基本分析方法，以及典型电路的设计方法和基本的实验技能, 能准确设计简单数字电路，能利用所学知识进行电子综合设计，为今后的学习和解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。
二、基本要求通过本课程的学习应达到下列要求：1、掌握逻辑代数的基本定律、规则和基本公式，掌握逻辑问题的描述方法和逻辑函数的化简方法。
2、掌握常用的半导体器件的开关特性和主要参数，了解数字集成电路结构和工作原理，掌握其性能和使用方法。
掌握基本逻辑门电路的逻辑功能和特点和符号，了解逻辑门电路的结构、特性，能够根据应用正确选择数字逻辑器件。
3、掌握组合逻辑电路的一般分析和设计方法，掌握组合逻辑器件的功能极其描述方法。
了解常用组合逻辑器件的逻辑功能及其特点，能够正确使用集成组合逻辑器件实现相关应用。
4、掌握触发器的逻辑功能及时序特性、逻辑符号，了解各类触发器逻辑功能转换。
5、掌握时序逻辑电路的一般分析和同步时序逻辑电路的设计方法，掌握时序逻辑器件的功能极其描述方法。
了解常用时序逻辑器件的逻辑功能及特点，能够正确使用集成组合逻辑器件实现相关应用。
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第九章数 - 模和模 - 数转换
教学要求：
理解 D/A 转换器、 A/D 转换器电路的工作原理；
掌握 D/A 转换器、 A/D 转换器的电路组成；
了解 D/A 转换器、 A/D 转换器的应用。
教学重点：
D/A 、 A/D 转换的基本原理，技术指标。
常用的 D/A 、 A/D 器件类型及其特点。
9.1 概述
数模转换是将数字量转换为模拟电量（电流或电压），使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。
实现
这种转换功能的电路叫数模转换器（ DAC ）。
模数转换则是将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。
实现这种转换功能
的电路称为模数转换器（ ADC ）。
图9.1.1 典型数字系统控制框图
9.2 D/A 转换器
9.2.1 R － 2R 倒 T 形电阻网络 D/A 转换器
图9.2.1 R － 2R 倒 T 形电阻网络 D/A 转换器一、 R － 2R 倒 T 形电阻网络的特点及转换原理
图9.2.2 R － 2R 倒 T 形电阻网络的等效电路
流入求和运算放大器的电流为：
这样就实现了数字量到模拟量的转换。
二、求和运算放大器的输出电压
倒 T 形电阻网络由于流过各支路的电流恒定不变，故在开关状态变化时，不需电流建立时间，所以该电路
转换速度高，在数模转换器中被广泛采用。
图9.2.3 CMOS电子模拟开关
9.2.2 D/A 转换器的主要参数
1 ．分辨率
分辨率是指 D/A 转换器模拟输出所能产生的最小电压变化量与满刻度输出电压之比。
对于一个 n 位的
D/A 转换器，分辨率可表示为
分辨率与 D/A 转换器的位数有关，位数越多，能够分辨的最小输出电压变化量就越小。
2 ．转换精度
转换精度是指 D/A 转换器实际输出的模拟电压与理论输出模拟电压的最大误差。
通常要求 D/A 转换器
的误差小于 U LSB /2 。
3 ．转换时间
转换时间是指 D/A 转换器在输入数字信号开始转换，到输出的模拟电压达到稳定值所需的时间。
转换时
间越小，工作速度就越高。
9.3 A /D 转换器
9. 3.1 A /D 转换的一般步骤
一、采样一保持
采样是对模拟信号进行周期性地抽取样值的过程，就是把随时间连续变化的信号转换成在时间上断续、
在幅度上等于采样时间内模拟信号大小的一串脉冲。
采样定理：为了能不失真地恢复原模拟信号，采样频率应不小于输人模拟信号频谱中最高频率的两倍，
即：
图９.３.１基本采样—保持电路(a)采样—保持电路(b)采样波形
图９.３.２采样原理图及波形图(a)采样原理图(b)波形图
由于 A/D 转换需要一定的时间，所以在每次采样结束后，应保持采样电压值在一段时间内不变，直到下
一次采样开始。
这就要在采样后加上保持电路，实际采样一保持是做成一个电路。
二、量化与编码
图９.３.３划分量化电平的两种方法
(a)量化误差大 (b)量化误差小
用数字量表示输入模拟电压的大小时，首先要确定一个单位电压值，然后用与单位电压值比较，取比
较的整数倍值表示，这一过程就是量化。
如果这个整倍数值用二进制数表示，就称为二进制编码，它就
是 A/D 转换输出的数字信号。
9.3.2 逐次逼近型 A/D 转换器
讨论关于逐次逼近的思维方式
图9.3.4 逐次逼近型A/D转换器原理图
1 ．分辨率
分辨率是指 A/D 转换器输出数字量的最低位变化一个数码时，对应输入模拟量的变化量。
2 ．相对精度
相对精度是指 A/D 转换器实际输出数字量与理论输出数字量之间的最大差值。
通常用最低有效位 LSB
的倍数来表示。
如相对精度不大于 (1/2)LSB ，就说明实际输出数字量与理论输出数字量的最大误差不
超过 (1/2)LSB 。
3 ．转换速度
转换速度是指 A/D 转换器完成一次转换所需要的时间，即从转换开始到输出端出现稳定的数字信号所需
要的时间。
本章小结：
一、模拟量转换为数字量的过程称为模拟—数字转换；完成这种转换的装置称为模拟—数字转换器
(Analog to Digital Converter) ，简称为模／数转换器或 ADC 。
二、常用的 A/D ：逐次逼近比较型 A/D 转换器、双积分型 A/D 转换器
1 ．逐次逼近比较式 DVM 的准确度由基准电压、 D/A 转换器及比较器的准确度和稳定度所决定。
转换时
间是由时钟脉冲频率和输出数码的位数决定。
特点是测量速度较快，每秒可达数千次；但对混入被测电
压中的干扰抑制能力较差。
2 ．双积分式 DVM 的准确度主要取决于比较基准电压的准确度和稳定度，而与积分参数 RC 无关；双积分式
DVM 对串入的对称性交变干扰有很强的抑制能力，但转换速度慢。
三、数字量转换为模拟量的过程称为数字—模拟转换；把完成这种转换的装置称为数字—模拟转换器
(Digital to Analog Converter) ，简称为数／模转换器或 DAC 。
DAC 的精度主要与变换器中所用元件精
度及稳定性、电路中的噪声及漏电等因素有关。
四、常用的数 / 模转换有：权电阻 D ／ A 转换器、R-2R 梯形网络的 D/A 转换器、倒置R-2R 梯形转换器等。