模数与数模转换器ppt课件
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数模和模数转换器-PPT课件
n 1 U i RE F u d 2 o i n 2 i 0
由上式可看出：输出模拟电压与输入数字量成正比。 倒T形电阻网络D/A转换器中各支路的电流恒定不变， 直接流入运算放大器的反相输入端，它们之间不存在传输 时间差，有效地减小了动态误差，因而提高了转换速度； 并且，电阻只有R、2R两种，为集成电路的设计和制作带 来了很大的方便。
7.1.1 权电阻型D/A转换器
１．电路组成 图7-2所示为n位权电阻型D/A转换器，它主要由电子 模拟开关 S0 ～ Sn-1 、权电阻网络、基准电压 UREF 和求和运 算放大器等部分组成。构成权电阻网络的电阻的阻值， 与该位的位权值成反比。
iF
i
I0
2n-1R S0 1 2n-2R S1 0 1 0 RF
式中
d 2 2d 2d 2 d 2 d
i i 0 i n 1 n 1 n 2 n 2 1 1 0 0
n 1
故运算放大器的输出电压为
u iFR o F
U n 1 n 2 1 0 REF R 2 d 2 d 2 d 2 d Fn n 1 n 2 1 0 1 2 R n 1 U i RE F R d 2 F n 1 i 2 Ri0
第七章 数/模与模/数转换器
7.1 D/A转换器
概述
7.1.1 权电阻型D/A转换器 7.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器 7.1.3 D/A转换器的主要参数
7.1.4 集成AD7520及其应用
概 述
D/A 转换器将输入的二进制代码转换成相应的输出 模拟电压。它是数字系统和模拟系统的接口。图 7-1 为 一个 DAC 的框图。一般包括基准电压、输入寄存器、电 子模拟开关、由数字代码所控制的电阻网络和运算放大 器等几部分组成。 D/A 转 换 器的种类很多， R F 本节只介绍权 输 电 译 寄 入 寄 ∞ 电 阻 型 D/A 转 子 码 u 存 数 存 O 开 + 网 器 字 换器和倒T形 器 输 出 模 拟 量 + 关 络 量 电 阻 网 络 D/A 转换器的工作 原理。 图7-1 DAC的框图
《数模和模数转换器》课件
2 产品手册和技术资料
提供相关厂家的产品手册和技术资料的参考文献。
类型及应用场景
探索模数转换器的各种类型以及它们在不同应用领 域中的应用情况。
数模和模数转换器的比较
1
异同对比
比较数模和模数转换器在原理、功能和
选择原则
2
应用方面的相同点和不同点。
研究选择数模和模数转换器时需要考虑 的因素和决策原则。
数模和模数转换器在实际应用中的案 例分析
音频应用
探讨数模和模数转换器在音频方面应用的典型案例，如音乐制作和音频设备中的应用。
视Hale Waihona Puke 应用探索数模和模数转换器在视频处理和图像采集方面的重要性和实际应用案例。
传感器应用
研究数模和模数转换器在传感器技术中的关键作用，如温度、压力和光传感器。
结论
总结数模和模数转换器在现代电子领域中的重要性，并展望其未来发展的趋势。
参考文献
1 专业书籍、期刊论文、技术文献
列举与该主题相关的专业书籍、期刊论文、技术文献等的参考文献。
《数模和模数转换器》 PPT课件
# 数模和模数转换器 PPT课件大纲
介绍
数模和模数转换器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。探讨其定义、重要性、和应用领域。
数模转换器
二进制数和模拟信号的转换
深入了解数字信号如何通过数模转换器转化为 连续的模拟信号。
DAC芯片
介绍数模转换器所常用的数字模拟转换芯片 （DAC芯片）。
工作原理
解释数模转换器如何工作，并探讨其基本原理。
类型及应用场景
探索数模转换器的不同类型以及其在各个应用 领域中的使用情况。
模数转换器
模拟信号和二进制数的转换
提供相关厂家的产品手册和技术资料的参考文献。
类型及应用场景
探索模数转换器的各种类型以及它们在不同应用领 域中的应用情况。
数模和模数转换器的比较
1
异同对比
比较数模和模数转换器在原理、功能和
选择原则
2
应用方面的相同点和不同点。
研究选择数模和模数转换器时需要考虑 的因素和决策原则。
数模和模数转换器在实际应用中的案 例分析
音频应用
探讨数模和模数转换器在音频方面应用的典型案例，如音乐制作和音频设备中的应用。
视Hale Waihona Puke 应用探索数模和模数转换器在视频处理和图像采集方面的重要性和实际应用案例。
传感器应用
研究数模和模数转换器在传感器技术中的关键作用，如温度、压力和光传感器。
结论
总结数模和模数转换器在现代电子领域中的重要性，并展望其未来发展的趋势。
参考文献
1 专业书籍、期刊论文、技术文献
列举与该主题相关的专业书籍、期刊论文、技术文献等的参考文献。
《数模和模数转换器》 PPT课件
# 数模和模数转换器 PPT课件大纲
介绍
数模和模数转换器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。探讨其定义、重要性、和应用领域。
数模转换器
二进制数和模拟信号的转换
深入了解数字信号如何通过数模转换器转化为 连续的模拟信号。
DAC芯片
介绍数模转换器所常用的数字模拟转换芯片 （DAC芯片）。
工作原理
解释数模转换器如何工作，并探讨其基本原理。
类型及应用场景
探索数模转换器的不同类型以及其在各个应用 领域中的使用情况。
模数转换器
模拟信号和二进制数的转换
数模与模数转换器PPT课件
DAC 0832 简化电路框图
D...... 7
八位 输入
寄存器
D0
(1)
ILE
&
CS 1
WR1
XFER
1
WR2
八位 输入 寄存器
(2)
VCC
UR
八位 Rfb
A/D Iout1 变换器 Iout2
－
u ＋
＋
o
AGND
DGND
DAC 0832 管脚图
CS
1
WR1
2
AGND
3
D3
4
D2
5
D1
6
D0
7
UR
8
Rf b
9
DGND 10
20
UCC
19
ILE
18
WR2
17
XFER
16
D4
15
D5
14
D6
13
D7
12
Iout2
11
Iout1
CS：片选端 WR1 、WR2：写入端 D7--D0：数据输入端
XFER：转移控制端 ILE：锁存使能端
Iout2 ：电流输出端 Iout1 UR：参考电压端 Rf b：内部反馈电
阻输出端
DAC0832 功 能 表
功能
控制条件
CS ILE WR1 XFER WR2
说明
数据D7-D0输 0 1
入到寄存器1
WR1 = 0时存入数据 WR1 = 1时锁定
数据由寄存器 1转送寄存器 2从输出端取
模拟量
0
WR2 = 0时存入数据 WR2 = 1时锁定
无控制信号， 随时可取
数模和模数转换PPT课件
第29页/共64页
2、量化和编码 由于输入电压的幅值是连续变化的，它的幅值不一定是其量化单位的整倍
数，所以量化过程会引入误差，这种误差叫量化误差。
量化后的信号只是一个幅值离散的信号，为了对量化后的信号进行处理， 还应该把量化的结果用二进制代码或其它形式表示出来，这个过程就叫做编码。
量化的方法一般有两种：只舍不入法和有舍有入法。
把模拟量转化为数字量的过程称为模-数转换，把相应的转换器件称为模-数转 换器（Analog-Digital Converter，简称A/D转换器或ADC ）。
把数字量转化为模拟量的过程称为数-模转换， 把相应的转换器件称为数-模转 换器（Digital-Analog Converter，简称D/A转换器或DAC ）
克，秤量步骤：
顺序 1 2 3 4
砝码重 8g 8g+4 g 8g+4g+2g 8g+4g+1g
比较判断 8g < 13g
保留
12g < 13g
保留
14g > 13g 撤去
13g ＝13g
保留
第38页/共64页
逐次渐近型A/D转换器的基本工作原理是： a. 控制电路首先把寄存器的最高位置1， 其它各位置0。
第25页/共64页
(2) 转换误差 偏移误差：数字输入代码全为0时， D/A转换器的输出电压与理想输出电 压0V之差。
增益误差： 为数字输入代码由全0变 全1时，输出电压变化量与理想输出 电压变化量之差。
第26页/共64页
非线性误差：为D/A转换器实际输出电 压值与理想输出电压值之间偏差的最大 值。
第30页/共64页
0~0.7V的模拟信号转化为3位二进制数码的量化过程
2、量化和编码 由于输入电压的幅值是连续变化的，它的幅值不一定是其量化单位的整倍
数，所以量化过程会引入误差，这种误差叫量化误差。
量化后的信号只是一个幅值离散的信号，为了对量化后的信号进行处理， 还应该把量化的结果用二进制代码或其它形式表示出来，这个过程就叫做编码。
量化的方法一般有两种：只舍不入法和有舍有入法。
把模拟量转化为数字量的过程称为模-数转换，把相应的转换器件称为模-数转 换器（Analog-Digital Converter，简称A/D转换器或ADC ）。
把数字量转化为模拟量的过程称为数-模转换， 把相应的转换器件称为数-模转 换器（Digital-Analog Converter，简称D/A转换器或DAC ）
克，秤量步骤：
顺序 1 2 3 4
砝码重 8g 8g+4 g 8g+4g+2g 8g+4g+1g
比较判断 8g < 13g
保留
12g < 13g
保留
14g > 13g 撤去
13g ＝13g
保留
第38页/共64页
逐次渐近型A/D转换器的基本工作原理是： a. 控制电路首先把寄存器的最高位置1， 其它各位置0。
第25页/共64页
(2) 转换误差 偏移误差：数字输入代码全为0时， D/A转换器的输出电压与理想输出电 压0V之差。
增益误差： 为数字输入代码由全0变 全1时，输出电压变化量与理想输出 电压变化量之差。
第26页/共64页
非线性误差：为D/A转换器实际输出电 压值与理想输出电压值之间偏差的最大 值。
第30页/共64页
0~0.7V的模拟信号转化为3位二进制数码的量化过程
数模和模数转换电路精品PPT课件
时打入其DAC寄存器，并随之进行数模转换，同时输出相应的
模拟量。若三个DAC0832芯片的DAC寄存器处于直通状态，就
无法控制三路模拟信号的同步输出。
14.3 DAC0832与单片机的接口及应用
• 图中为采用单缓冲工作方式的一路D／A输出与8051单片机的连接 图。图中采用将芯片两级寄存器的控制信号并接的方式，即将 DAC0832的/WR1和/WR2并接后与805l的/WR信号线相连，/CS 和/XFER并接后与P2.7相连，并将ILE接高电平。在这种工作方式 下，输入数据在控制信号的作用下，送入DAC寄存器，再经D／A 转换输出一个与输入数据对应的模拟量。
D／A转换器的基 准电压VREF由稳 压管上的电压分 压后提供。图中 运算放大器的作 用将D／A转换器 输出电流转换成 电压输出。
图中的接法是采用线选法把DAC0832当作8031扩展的一个并行I／ O口，当P2.7=0时，则信号/CS和/XFER有效，若设其它无关的地 址位为“1”，则DAC0832的口地址为7FFFH。将一个8位数据送 入DAC0832完成转换的指令如下： MOV DPTR，#7FFFH ；指向0832的口地址 MOV A，#data ；待转换的数据送A MOVX @DPTR，A ；写入0832，即实现一次转换并输出
D/A转换程 序设计
（1） 锯齿波
（1）产生锯齿波 利用D／MAO转V换，DP可T方R，便#编7F程F输FH出各；种指不向同08的32程的控口电地压址波形。以下 几个程序M实O例V 可A在，图#0中0H的运放输出；端将产最生小不数同字的量电0压0H输送出A波形：
LOOP：MOVX @DPTR，A ；A中数据送0832转换，输出对应
• DAC0832是一典型的8位并行D/A转换器。为20引脚的双列直插 式封装
模拟量。若三个DAC0832芯片的DAC寄存器处于直通状态，就
无法控制三路模拟信号的同步输出。
14.3 DAC0832与单片机的接口及应用
• 图中为采用单缓冲工作方式的一路D／A输出与8051单片机的连接 图。图中采用将芯片两级寄存器的控制信号并接的方式，即将 DAC0832的/WR1和/WR2并接后与805l的/WR信号线相连，/CS 和/XFER并接后与P2.7相连，并将ILE接高电平。在这种工作方式 下，输入数据在控制信号的作用下，送入DAC寄存器，再经D／A 转换输出一个与输入数据对应的模拟量。
D／A转换器的基 准电压VREF由稳 压管上的电压分 压后提供。图中 运算放大器的作 用将D／A转换器 输出电流转换成 电压输出。
图中的接法是采用线选法把DAC0832当作8031扩展的一个并行I／ O口，当P2.7=0时，则信号/CS和/XFER有效，若设其它无关的地 址位为“1”，则DAC0832的口地址为7FFFH。将一个8位数据送 入DAC0832完成转换的指令如下： MOV DPTR，#7FFFH ；指向0832的口地址 MOV A，#data ；待转换的数据送A MOVX @DPTR，A ；写入0832，即实现一次转换并输出
D/A转换程 序设计
（1） 锯齿波
（1）产生锯齿波 利用D／MAO转V换，DP可T方R，便#编7F程F输FH出各；种指不向同08的32程的控口电地压址波形。以下 几个程序M实O例V 可A在，图#0中0H的运放输出；端将产最生小不数同字的量电0压0H输送出A波形：
LOOP：MOVX @DPTR，A ；A中数据送0832转换，输出对应
• DAC0832是一典型的8位并行D/A转换器。为20引脚的双列直插 式封装
第10章数模变换器和模数变换器PPT课件
当1101输入后，输出电压：u o
U REF 24
(1 20
1 21
0 22
1 23)
11 UREF 16
二、 权电阻D/A变换器
1、电路组成
23R 22R
2R
R
I0
I1
I2
I3
S0
S1
S2
S3
UREF
R/2
－
A
uO
+
u o
U REF 2n
n 1
di 2i
i0
d0
d1
d2
d3
2、工作原理 3、说明
和权电阻网络相比，T形解码网络中电阻的类型少，
只有R、2R两种，电路构成比较方便。
2、工作原理
（1）T型电阻网络的简化
三、T型电阻网络D/A转换器
1、电路组成
3R －
R R R 2R
A
uO
2R 2R 2R 2R 2R I/16 +
S0
S1
S2
S3
UREF
2、工作原理
d0
d1
（1）T型电阻网络的简化
n 1
di
i0
2i
输出的模拟电压正比于输入的数字量，因而实现了从数字 量到模拟量的变换。
二、 权电阻D/A变换器
1、电路组成
23R 22R
2R
R
I0
I1
I2
I3
S0
S1
S2
S3
UREF
R/2
－
A
uO
+
u o
U REF 2n
n 1
di 2i
i0
d0
d1
《数模和模数转换》课件
量化
将采样得到的样值进行量 化处理，将连续的模拟量 转化为离散的数字量。
编码
将量化后的数字量转换成 二进制或多进制的数字代 码。
ADC的分类
逐次逼近型ADC
逐次逼近型ADC采用逐次比较的 方法，将输入模拟信号与内部参 考电压进行比较，逐步逼近输入 信号的电压值。
并行比较型ADC
并行比较型ADC采用多个比较器 ，将输入模拟信号与多个参考电 压进行比较，以得到输入信号的 数字代码。
此外，新型封装技术的采用也将有助于减小转换器的尺寸。例如 ，采用球栅阵列封装(BGA)和晶片级封装(WLP)等新型封装技术 ，可以减小封装体积并提高集成度。
PART 05
总结
数模和模数转换的重要性和应用领域
01
重要性和应用领域
数模和模数转换是数字信号处理中的关键技术，广泛应用于通信、雷达
、音频处理、图像处理等领域。通过数模和模数转换，可以实现信号的
2023-2026
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《数模和模数转换》 PPT课件
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CATALOGUE
目 录
• 数模转换器（DAC） • 模数转换器（ADC） • 数模和模数转换的应用 • 数模和模数转换的未来发展 • 总结
PART 01
数模转换器（DAC）
DAC工作原理
数字信号输入
将数字信号输入到DAC中。
PART 03
数模和模数转换的应用
音频处理
数字音频播放
将模拟音频信号转换为数字信号，通 过数字音频播放器进行播放，可以实 现更高质量的音频输出。
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基准电压
n 位数字
数码
n 位模
解码
求和 模拟量
量输入
寄存器
拟开关
网络
电路
输出
数字寄存器中用 来存放数字量的 各位数码
由输入数字量控制
产生权电流
将权电流相加产 生与输入成正比 的模拟电压
DAC的数字数据可以并行输入也可串行8输入
10.1 D/A转换器
10.1.2 D/A转换的基本原理
① 实现D/A转换的基本思想
3
VREF Di 2i 10 i0
10.1 D/A转换器
10.1.2 D/A转换的基本原理
③ D/A转换器的分类:
T型电阻网络DAC
按解码网络
结构分类 D/A
倒T形电阻网络DAC 权电流DAC
转
权电阻网络DAC
换
器
按模拟电子开 CMOS开关型DAC 关电路分类 双极型开关型DAC
电流开关型DAC
计算机进行数字处 理（如计算、滤 波）、保存等
用模拟量作为 控制信号
模拟 传感器
A/D 转换器
数字控制 计算机
D/A 转换器
模拟 控制器
工业生产过程控制对象
ADC和DAC已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。
3
10 模数与数模转换器
本章学习要求
1、掌握倒T形电阻网络D/A转换器(DAC)、集成D/A 转换器的工作原理及相关计算。 2、掌握并行比较、逐次比较、双积分A/D转换器(ADC) 的工作原理及其特点。 3、正确理解D/A、A/D转换器的主要参数。
i Rf
Rf R
V3 REF 24 14i0
(Di 2i )
10.1 D/A转换器
10.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
1、4位倒T形电阻网络D/A转换器 n 位倒T形电阻网络DAC有：
得到与数字量成正比的模拟量， 从而实现数字量--模拟量
的转换。
9
10.1 D/A转换器
10.1.2 D/A转换的基本原理
② 实现D/A转换的原理电路
电子开关 S0 i0
S1
i1
S2
i2
电阻网络 R
R /2 R /4
求和电路 Rf=R
i0
VREF D0 R
i1
2V
D
REF
1
R
基准电压 +
VREF –
电子技术基础－数字部分
第 10 章
模数与数模转换器
1
10 模数与数模转换器
Analog Digital Converter and Digital Analog Converter
10.1 D/A转换器 10.2 A/D转换器
2
10 模数与数模转换器
将温度、压力、流 量、应力等物理量 转换为模拟电量。
O +
S0
S1
S2
S3
2R
I
I
I
I
2R 16 2R 8 2R 4 2R 2
R
R
R
流入运放的总电流：
I 16
I 8
I 4
I
I
2
+VREF
比对的电i模路＝拟中电I0输压+ 入I输1 +的出I每2。+一I3个二进VR制REF数(ND2B4，0 均能D231得到D2与22之成D2正13 )
输出模拟电压：
O
I 2
S3 I/2 +VREF I
输 出
vO
模
拟
电
压
基准电压
根DD据ii==何运01,,种放SSii位则接线置性将运，运电算与用阻放S时大2i相R虚器连接地的反地的2相R概电端念阻，可将电知接流，“无Ii地流论”入模1求或拟2 虚和开地电关。S路i处于
10.1 D/A转换器
10.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
1、4位倒T形电阻网络D/A转换器
流过各开关支路的电流：I3 =？I2 =？ I1 =？ I0 =？
基准电源VREF提供的总电流为：I =？
R
R
R
R
A
B
I/16
C
I/8
D
I/4 I/2
2R
2R
I/16 A
I0 2R
R
I/8 B
I1 2R
R
I/4 C
I2 2R
R
I/2 D
I3
I VREF
R
I
VREF
O/（LSB）
D/A 转 换 器 的 输 出 为阶梯波信号。
7
D/A 转换器的输出
6
理想模拟量的输出
5
4 VLSB
3
2
1
0 000 001 010 011 100 101 110 111 D
7
10.1 D/A转换器
10.1.1 D/A转换器的输入/输出特性及其结构框图 2. D/A转换器的结构框图
4
10.1 D/A转换器
10.1.1 D/A转换器的输入/输出特性及结构框图 10.1.2 D/A转换器的基本原理 10.1.3 倒T形电阻网络D/A转换器 10.1.4 权电流型D/A转换器 *10.1.5 权电容网络D/A转换器 10.1.6 D/A转换器的输出方式 10.1.7 D/A转换器的技术指标 10.1.8 D/A转换器的应用
5
1ห้องสมุดไป่ตู้.1 D/A转换器
10.1.1 D/A转换器的输入/输出特性及其结构框图 1. D/A转换器输入/输出特性
将数字量转换为与之成正比模拟量 。
A= K D
数字量 n位
DAC
O = – K NB
模拟量
6
10.1 D/A转换器
10.1.1 D/A转换器的输入/输出特性及其结构框图
1. D/A转换器输入/输出特性
S3
i3 I2 R /8
(MSB D3 D2 D1 D0 (LSB)
)
锁存器
i
–
A
+
vO 模拟量输出
i2
4VREF D2 R
在电路中输入的每一个二进制数NB，均能得到与i3之成8正VR比ERF D3
的模拟电压数输字量出输入。
vO Rf ( i3 i2 i1 i0 )
vO VREF ( D3 23 D2 22 D1 21 D0 20 )
将二进制数ND＝(11001)B转换为十进制数。
ND＝b4×24＋b3×23＋b2×22＋b1×21＋b0×20
＝1×24＋1×23＋0×22＋0×21＋1×20
数字量是用代码按数位组合而成的， 对于有权码，每
位代码都有一定的权值，如能将每一位代码按其权的大小
转换成相应的模拟量， 然后，将这些模拟量相加，即可
ECL电流开关型DAC
11
10.1 D/A转换器
10.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
1、4位倒T形电阻网络D/A转换器
输入4位二进制数
求和运算放大器
(LSB)
模拟电子开关
D0
D1
(MSB)
Rf
D2
D3 i
–
电阻网络
2R
S0
2R
I/16 R
2R
I
I
16
8
S1
I/8 R
2R
I 4
+
S2
I/4 R
2R
流入每个2R电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。
I3=VREF /2R I2=VREF /4R I1=VREF /8R I0=1V3REF /16R
10.1 D/A转换器
10.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
1、4位倒T形电阻网络D/A转换器
(LSB)
D0
D1
D2
(MSB) D3 i
Rf –
n 位数字
数码
n 位模
解码
求和 模拟量
量输入
寄存器
拟开关
网络
电路
输出
数字寄存器中用 来存放数字量的 各位数码
由输入数字量控制
产生权电流
将权电流相加产 生与输入成正比 的模拟电压
DAC的数字数据可以并行输入也可串行8输入
10.1 D/A转换器
10.1.2 D/A转换的基本原理
① 实现D/A转换的基本思想
3
VREF Di 2i 10 i0
10.1 D/A转换器
10.1.2 D/A转换的基本原理
③ D/A转换器的分类:
T型电阻网络DAC
按解码网络
结构分类 D/A
倒T形电阻网络DAC 权电流DAC
转
权电阻网络DAC
换
器
按模拟电子开 CMOS开关型DAC 关电路分类 双极型开关型DAC
电流开关型DAC
计算机进行数字处 理（如计算、滤 波）、保存等
用模拟量作为 控制信号
模拟 传感器
A/D 转换器
数字控制 计算机
D/A 转换器
模拟 控制器
工业生产过程控制对象
ADC和DAC已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。
3
10 模数与数模转换器
本章学习要求
1、掌握倒T形电阻网络D/A转换器(DAC)、集成D/A 转换器的工作原理及相关计算。 2、掌握并行比较、逐次比较、双积分A/D转换器(ADC) 的工作原理及其特点。 3、正确理解D/A、A/D转换器的主要参数。
i Rf
Rf R
V3 REF 24 14i0
(Di 2i )
10.1 D/A转换器
10.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
1、4位倒T形电阻网络D/A转换器 n 位倒T形电阻网络DAC有：
得到与数字量成正比的模拟量， 从而实现数字量--模拟量
的转换。
9
10.1 D/A转换器
10.1.2 D/A转换的基本原理
② 实现D/A转换的原理电路
电子开关 S0 i0
S1
i1
S2
i2
电阻网络 R
R /2 R /4
求和电路 Rf=R
i0
VREF D0 R
i1
2V
D
REF
1
R
基准电压 +
VREF –
电子技术基础－数字部分
第 10 章
模数与数模转换器
1
10 模数与数模转换器
Analog Digital Converter and Digital Analog Converter
10.1 D/A转换器 10.2 A/D转换器
2
10 模数与数模转换器
将温度、压力、流 量、应力等物理量 转换为模拟电量。
O +
S0
S1
S2
S3
2R
I
I
I
I
2R 16 2R 8 2R 4 2R 2
R
R
R
流入运放的总电流：
I 16
I 8
I 4
I
I
2
+VREF
比对的电i模路＝拟中电I0输压+ 入I输1 +的出I每2。+一I3个二进VR制REF数(ND2B4，0 均能D231得到D2与22之成D2正13 )
输出模拟电压：
O
I 2
S3 I/2 +VREF I
输 出
vO
模
拟
电
压
基准电压
根DD据ii==何运01,,种放SSii位则接线置性将运，运电算与用阻放S时大2i相R虚器连接地的反地的2相R概电端念阻，可将电知接流，“无Ii地流论”入模1求或拟2 虚和开地电关。S路i处于
10.1 D/A转换器
10.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
1、4位倒T形电阻网络D/A转换器
流过各开关支路的电流：I3 =？I2 =？ I1 =？ I0 =？
基准电源VREF提供的总电流为：I =？
R
R
R
R
A
B
I/16
C
I/8
D
I/4 I/2
2R
2R
I/16 A
I0 2R
R
I/8 B
I1 2R
R
I/4 C
I2 2R
R
I/2 D
I3
I VREF
R
I
VREF
O/（LSB）
D/A 转 换 器 的 输 出 为阶梯波信号。
7
D/A 转换器的输出
6
理想模拟量的输出
5
4 VLSB
3
2
1
0 000 001 010 011 100 101 110 111 D
7
10.1 D/A转换器
10.1.1 D/A转换器的输入/输出特性及其结构框图 2. D/A转换器的结构框图
4
10.1 D/A转换器
10.1.1 D/A转换器的输入/输出特性及结构框图 10.1.2 D/A转换器的基本原理 10.1.3 倒T形电阻网络D/A转换器 10.1.4 权电流型D/A转换器 *10.1.5 权电容网络D/A转换器 10.1.6 D/A转换器的输出方式 10.1.7 D/A转换器的技术指标 10.1.8 D/A转换器的应用
5
1ห้องสมุดไป่ตู้.1 D/A转换器
10.1.1 D/A转换器的输入/输出特性及其结构框图 1. D/A转换器输入/输出特性
将数字量转换为与之成正比模拟量 。
A= K D
数字量 n位
DAC
O = – K NB
模拟量
6
10.1 D/A转换器
10.1.1 D/A转换器的输入/输出特性及其结构框图
1. D/A转换器输入/输出特性
S3
i3 I2 R /8
(MSB D3 D2 D1 D0 (LSB)
)
锁存器
i
–
A
+
vO 模拟量输出
i2
4VREF D2 R
在电路中输入的每一个二进制数NB，均能得到与i3之成8正VR比ERF D3
的模拟电压数输字量出输入。
vO Rf ( i3 i2 i1 i0 )
vO VREF ( D3 23 D2 22 D1 21 D0 20 )
将二进制数ND＝(11001)B转换为十进制数。
ND＝b4×24＋b3×23＋b2×22＋b1×21＋b0×20
＝1×24＋1×23＋0×22＋0×21＋1×20
数字量是用代码按数位组合而成的， 对于有权码，每
位代码都有一定的权值，如能将每一位代码按其权的大小
转换成相应的模拟量， 然后，将这些模拟量相加，即可
ECL电流开关型DAC
11
10.1 D/A转换器
10.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
1、4位倒T形电阻网络D/A转换器
输入4位二进制数
求和运算放大器
(LSB)
模拟电子开关
D0
D1
(MSB)
Rf
D2
D3 i
–
电阻网络
2R
S0
2R
I/16 R
2R
I
I
16
8
S1
I/8 R
2R
I 4
+
S2
I/4 R
2R
流入每个2R电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。
I3=VREF /2R I2=VREF /4R I1=VREF /8R I0=1V3REF /16R
10.1 D/A转换器
10.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
1、4位倒T形电阻网络D/A转换器
(LSB)
D0
D1
D2
(MSB) D3 i
Rf –