模数与数模转换器ppt课件

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
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。
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
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
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 )
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：
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
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
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
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 –
3
VREF Di 2i 10 i0
10.1 D源自文库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
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。
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 –
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
5
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
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
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