第11章数模及模数转换器
《数模和模数转换器》课件
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
数模和模数转换
自动控制系统
通过模数转换，实现模拟信号与数字信号之 间的转换，构建自动控制系统。
05
数模和模数转换的挑战与未 来发展
精度和分辨率的提高
总结词
随着技术的发展，对数模和模数转换 的精度和分辨率的要求越来越高。
详细描述
为了满足高精度和分辨率的需求，需 要采用先进的工艺、算法和校准技术， 以提高转换器的性能。这涉及到对噪 声抑制、非线性校正等方面的深入研 究和技术创新。
重要性
实现数字信号和模拟信号之间的相互转换，使得数字系统和模拟系统能够进行有效 的信息交互。
在信号处理中，数模和模数转换是实现信号滤波、放大、调制解调等操作的基础。
在通信中，数模和模数转换是实现信号传输、编解码、调制解调等操作的关键环节。
历史背景
早期的数模和模数转换器主要依 赖于机械和电子元件，精度和稳
于长距离传输和低功耗应用。
Σ-Δ DAC
03
Σ-Δ DAC采用过采样和噪声整形技术，具有高分辨率和低噪声
的特点，适用于音频和其他高精度应用。
DAC的应用
音频处理
DAC可将数字音频信号转换为模拟音频信号，用 于音频播放和处理。
仪器仪表
DAC可用于将数字信号转换为模拟信号，实现各 种物理量的测量和输出。
测量仪器
ADC在测量仪器中应用广泛，如电压表、电 流表、温度计等。
控制系统
ADC在控制系统中用于实时监测和调节系统 参数，如工业控制、汽车电子等。
音频处理
ADC在音频处理中用于将模拟音频信号转换 为数字信号，便于存储、传输和处理。
04
数模和模数转换的应用场景
音频处理
数模和模数转换器教材
数模和模数转换器在计算机控制系统与智能化仪表中，用数字方法处理模拟信号时，必须先将模拟量转换成数字量。
这是因为在计算机控制系统和智能化仪表中，被测物理量如温度、压力、流量、位移、速度等都是模拟量，而这些数字系统只能接收数字量，所以，必须首先把传感器（有时需要通过变换器）输出的物理量转化成数字量，然后再送到数字系统进行数据处理，以便实现控制或进行显示。
同样，在数字通信和遥测技术中，发送端也要把模拟量变成数字量的形式，以便发送出去。
能够把模拟量转变为数字量的器件叫模拟-数字转换器（简称A/D转换器）。
反过来，计算机控制系统处理后的数字量输出一般不能直接用以控制执行机构，还必须把数字量转变成模拟量；数字通信系统也需在接收端把数字量还原成模拟量。
这些都必须由数字-模拟转换器（简称D/A转换器）来完成。
可见，A/D转换器和D/A转换器是计算机应用于自动化生产过程的必须器件，也是智能仪表和数字通信系统中不可少的器件。
D/A转换器和A/D转换器中的模拟量在电路中多以电流或电压的形式出现，因此转换器的类型很多，这里只介绍典型的数字-电压转换器和电压-数字转换器。
由于A/D转换是在D/A转换的基础上实现的，所以先讨论D/A转换器。
10.1 数模转换器(DAC)D/A转换器是将输入的二进制数字量转换成电压或电流形式的模拟量输出。
因此，D/A 转换器可以看作是一个译码器。
一般线性D/A转换器，其输出模拟电压u和输入数字量D 之间成正比关系，即u O=K×D式中K为常数，D为二进制数字量，D=Dn-1Dn-2 0D/A转换器的一般结构如图10-1所示。
图中数据锁存器用来暂时存放输入的数字信号。
n位锁存器的并行输出分别控制n个电子开关的工作状态。
通过电子开关，将参考电压按权关系加到电阻解码网络。
并非所有的D/A转换器都具有这几个部分，但虚框内的部分是必不少的。
现在我们来讨论如何把一个二进制的数值D转换成一个模拟电压u O，这是D/A转换的典型问题。
《数字电子技术基础》第11章_数模与模数转换讲解
由于MOS管的导通电阻不相等，导致电阻网络不是准确的 R-2R网络，出现误差。
2．单片集成DAC
单片集成倒T形电阻网络DAC芯片有AD7520(10位DAC) 、 DAC1210H(12位DAC) 和AK7546(16位DAC)等。
根据变换网络的结构，DAC分为倒T形电阻网络DAC、权
电流型DAC、T形电阻网络DAC、权电阻网络DAC、权电容网
络DAC和开关树型DAC。 本节介绍倒T形电阻网络DAC和权电流型DAC。
11.2数模转换器(DAC)
11.2.1 倒T形电阻网络DAC 11.2.2 权电流型DAC *11.2.3 DAC的双极性输出 11.2.4 DAC的主要技术指标
第11章 数模与模数转换器
将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器 （DAC—Digital to Analog Converter），而将模拟 信号转换为数字信号的电路则称为模数转换器(ADC-Analog to Digital Converter)。
DAC和ADC是数字电路和模拟电路之间的接口电 路。
生产过程中 的物理量
数字执 行机构 工业控制计算（IPC）、单片机、数字信号处理器 和可编逻辑控制器，甚至可以扩展到计算机网络。 执行机构
各种物理量的测量和显示、手动控制和报警等功能
数模转换器、模数转换器是模拟系统与数字系统的桥梁，称为 接口电路。它们是用数字系统处理模拟信号所必须的电子电路。
11.2 数模转换器(DAC)
推广到一般情况，n位权电流型DAC的输出电压为
21 D1 20 D0 )
I 24
41
2i Di
i0
数模和模数转换
按位数分类，数模转换器可分为二进制数模转换器和十进制 数模转换器。按工作方式分类，数模转换器可分为静态数模 转换器和动态数模转换器。按输入/输出接口分类，数模转换 器可分为独立式和并联式数模转换器等。
02
模数转换器（ADC）
定义
模数转换器（ADC）是一种将模拟信 号转换为数字信号的电子设备。它通 过一系列的电子和逻辑电路，将连续 的模拟信号转换为离散的数字信号。
04
数模和模数转换的挑战与解 决方案
量化误差
要点一
总结词
量化误差是由于数模转换器（DAC） 或模数转换器（ADC）的有限分辨率 和动态范围引起的误差。
要点二
详细描述
量化误差是由于数模转换器或模数转 换器的有限分辨率和动态范围引起的 误差。在数模转换中，量化误差表现 为输出模拟信号的不连续性，而在模 数转换中，量化误差表现为输入模拟 信号的失真。
像。
图像识别与处理
02
通过数模转换将图像从模拟信号转换为数字信号，进行图像识
别、分析和处理。
图像压缩与传输
03
利用数模转换技术对图像数据进行压缩和传输，提高传输效率
和降低存储成本。
通信系统
01
02
03
数字信号传输
数模转换将数字信号转换 为模拟信号，用于调制解 调器进行数据传输。
频分复用
通过模数转换将不同频率 的模拟信号转换为数字信 号，实现频分复用，提高 通信容量。
逐次逼近型ADC
逐次逼近型ADC采用一个比较器和逐位逼近的方法，通过 逐步调整参考电压来逼近输入电压，最终得到数字输出。 它的分辨率较高，但转换速率相对较慢。
积分型ADC
积分型ADC通过测量输入电压引起的电容充电时间来得到 数字输出。它的分辨率较高，但受限于积分器的线性度和 稳定性。
数电第十一章数模和模数转换详解演示文稿
第1页，共128页。
（优选）数电第十一章数模和 模数转换
第2页，共128页。
1.用途：
11.1 概述
一个计算机控制系统的框图如图11.1.1所示。
控制 对象
非电量
传感器
模拟量
模/数 转换器
数字量
计算机
数字量
数/模 转换器
执行 机构
模拟量
图11.1.1 计算机控制系统框图
第10页，共128页。
1.组成：
图11.2.2是4位权电阻网络D/A转换器的原理图，它是 由权电阻网络、4个电子模拟开关和1个求和放大器组成。
权电阻网络
模拟开关
求和放大器
图11.2.2
第11页，共128页。
（1）S3~S0:为电子开关， 其状态受输入数码d3~d0 的取值控制。当di＝1时 开关接到参考电压
值，可以将VREF取负值。
2. 此电路的优点是电路结构简单，所用的电阻元件少。缺点 是各个电阻的阻值相差较大，输入数字量的位数越多，差别 就越大，故很难保证电阻的精确度。
第16页，共128页。
为了克服这个缺点，在输入数字量较多时可采用图 11.2.3所示的电路。
Rs=8R
23 R 22 R 21 R 20 R
第5页，共128页。
2.A/D转换器：
将模拟信号转换成数字信号的过程称为模/数转换 （Analog to Digital），实现的电路称为A/D转换器，简 写为ADC（Analog－Digital Converter）。
A/D转换器的类型可分成直接A/D转换器和间接A/D转换 器。在直接A/D转换器中，输入的模拟电压信号直接被转换成相 应的数字信号；而在间接A/D转换器中，输入的模拟信号首先被 转换成某种中间变量（如时间、频率等），然后再将这个中间 量转换成输出的数字量。
数模转换与模数转换器的原理与设计
数模转换与模数转换器的原理与设计数模转换和模数转换器是数字电子技术中常用的重要组件，是将模拟信号转换为数字信号或数字信号转换为模拟信号的关键设备。
在本文中，我们将介绍数模转换器（DA转换器）和模数转换器（AD转换器）的原理和设计。
一、数模转换器的原理与设计数模转换器（DA转换器）是将数字信号转换为模拟信号的设备。
它将数字信号按照一定的规则转换为模拟电压或电流输出，实现数字信号到模拟信号的转换。
数模转换器主要包括数字输入端、模拟输出端、数字控制电路和模拟输出电路。
数模转换器的原理是通过将数字输入信号通过根据控制信号的高低电平来控制开关电路的通断状态，由此来改变输出端的电压或电流。
常用的数模转换器有R-2R阻网络转换器、串行输入并行输出型转换器、并行输入串行输出型转换器等。
设计数模转换器时需要考虑以下几个要素：1. 分辨率：定义了转换器的精度，通常用比特数（Bit）来表示。
较高的分辨率意味着更精确的模拟输出。
2. 参考电压：转换器需要参考电压用于模拟输出的范围。
参考电压的选择需要根据具体应用场景来确定，通常为标准电压。
3. 输出范围：定义了模拟输出信号的最小和最大电压或电流值，用于确定模拟输出信号的幅值。
4. 更新速率：指的是数模转换器完成一次转换所需的时间，通常用赫兹（Hz）表示。
高的更新速率使得转换器能够快速响应输入信号的变化。
二、模数转换器的原理与设计模数转换器（AD转换器）是将模拟信号转换为数字信号的设备。
它将连续变化的模拟输入信号按照一定的规则转换为离散的数字输出信号。
模数转换器主要包括模拟输入端、数字输出端、模拟输入电路和数字控制电路。
模数转换器的原理是将模拟输入信号进行采样和量化，然后将量化结果转换为二进制数字输出。
常用的模数转换器有逐次逼近型转换器、积分型转换器、闪存型转换器等。
设计模数转换器时需要考虑以下几个要素：1. 采样率：采样率是指模数转换器对模拟输入信号进行采样的频率。
较高的采样率能够更准确地还原模拟输入信号。
第11章数模与模数转换——讲义
第11章数模与模数转换——讲义第一篇：第11章数模与模数转换——讲义第11章数-模和模-数转换【学时分配】2学时，周二1~2节。
【教学目的与基本要求】1、熟练掌握A/D与D/A转换的电路结构和工作原理。
主要是倒梯形电阻网络、逐次逼近型、双积分A/D转换的工作特点及适用场合。
2、正确理解D/A转换器的主要参数和衡量它们的技术指标。
【教学重点与教学难点】教学重点：1、各种D/A转换器的电路结构特点和工作原理；2、掌握D/A转换器的参数计算和主要性能指标。
3、各种A/D转换器的电路结构特点和工作原理；4、掌握A/D转换器的参数计算和主要性能指标。
教学难点：权电阻型D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构与工作原理【教学内容与时间安排】一、数/模（D/A）和模/数(A/D)转换的概述（约0.4学时）1、数/模和模/数转换的定义2、ADC和DAC的两个性能指标转换速度和转换精度是衡量A/D转换器和D/A转换器性能优劣的主要标志。
3、ADC和DAC的常见类型常见的D/A转换器有权电阻网络D/A转换器，倒梯形电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器、权电容网络D/A转换器以及开关树形D/A转换器等几种类型。
常见的A/D转换器可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器，在直接A/D转换器中，输入的模拟电压信号直接被转换成相应的数字信号，而在间接A/D转换器中，输入的模拟信号首先被转换成某种中间变量，然后再将这个中间变量转换为输出的数字信号。
二、D/A转换器（约0.8学时）1、权电阻网络D/A转换器a.电路结构：由数码锁存器、电子开关、权电阻网络及求和电路构成b.原理：c.电路输出V0与数字输入成比例关系d.电路特点：结构比较简单，所用的器件少，缺点是所用的各个电阻组织相差较大，尤其在输入信号位数较多时，问题更为突出，难以保证每个电阻具有很高的精度，不利于制作集成电路。
2、倒T形电阻网络转换器a.电路构成：电阻网络中只有R和2R两种阻值。
第11章 数模-模数转换总结
论上应得到的输出数字量之间的误差小于最低位的半个字。
1 LSB ，就表明实际输出的数字量和理 2
例：某信号采集系统要求用一片A/D转换集成芯片在1s内对16个热电 偶的输出电压分数进行A/D转换。已知热电偶输出电压范围为0～25mV （对应于0～450℃温度范围），需分辨的温度为0.1℃，试问应选择 几位的A/D转换器？ 解： 分辨率= 0.1
任何导线都可以被理解成电阻，因此，尽管连在一起的 “地”，其各个位置上的电压也并非一致的，对于数字电路， 由于噪声容限较高，通常是不需要考虑“地”的形式的，但对 于模拟电路而言，这个不同地方的“地”对测量的精度是构成 影响的，因此，通常是把数字电路部分的地和模拟部分的地分 开布线，只在板中的一点把它们连接起来（通过0欧姆电阻）。
二、D/A转换器的主要电路形式 1. 权电阻网络D/A转换器
(MSB) dn-1 dn-2
数字量输入
d2 d1
UREF
(LSB) d0
双向模拟开关
Sn-1 In-1 2R
0
Sn-2 In-2 2R
1
S2 … I2 2 R
n-3
S1 I1 2 R
n-2
S0 I0 2 R I － A +
n-1
RF (R/2)
13
11.2 数模转换器
DAC0832的三种工作方式
（a）双缓冲方式：采用二次缓冲方式，可在输出的同时，采集下一个数 据，提高了转换速度；也可在多个转换器同时工作时，实现多通道D/A的 同步转换输出。 （b）单缓冲方式：此时只需一次写操作，就开始转换，提高了D/A的数 据吞吐量。 14 （c）直通方式：输出随输入的变化随时转换。
运算放大器输出电压为
n-1 n-1
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。
数模与模数转换器介绍课件
功耗：数模转换器功耗低，模数转换器功耗高
精度：数模转换器精度高，模数转换器精度低
成本：数模转换器成本高，模数转换器换器：用于将数字信号转换为模拟信号，如音频、视频等信号处理领域。
2
模数转换器：用于将模拟信号转换为数字信号，如传感器、测量仪器等数据采集领域。
3
数模与模数转换器：用于实现信号的混合处理，如通信、控制系统等复杂信号处理领域。
数模与模数转换器介绍课件
演讲人
目录
数模转换器
01
模数转换器
02
数模与模数转换器的比较
03
数模与模数转换器的设计
04
1
数模转换器
基本原理
数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的设备
基本原理是通过对数字信号进行采样、量化和编码，生成模拟信号
采样是将连续的时间信号离散化，量化是将离散的信号值量化为有限个离散值，编码是将量化后的信号值转换为模拟信号
4
更小体积：随着集成电路技术的进步，数模与模数转换器在减小体积方面不断取得突破，以满足便携式设备的需求。
4
数模与模数转换器的设计
设计原则
01
精度：保证转换的准确性和精度
02
速度：满足系统实时性要求
03
功耗：降低功耗，提高能源效率
04
成本：在保证性能的前提下，降低成本
设计方法
01
确定转换器的类型和参数
4
数模与模数转换器：用于实现信号的实时处理，如音频、视频等实时信号处理领域。
发展趋势
1
更高精度：随着技术的进步，数模与模数转换器的精度不断提高，以满足更高要求的应用需求。
2
更低功耗：随着节能环保理念的普及，数模与模数转换器在降低功耗方面不断取得突破，以满足便携式设备的需求。
《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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I REF I0 16
倒T型电阻网络D/A转换器
2.工作原理（续）
i I 3 D3 I 2 D2 I1 D1 I 0 D0
I REF I I I D3 REF D2 REF D1 REF D0 2 4 8 16 V 3 2 1 0 REF D 2 D 2 D 2 D 2 3 2 1 0 4 2 R
通过放大器A把电流i∑转换成输出电压vO：
vO i R
VREF 3 2 1 0 D 2 D 2 D 2 D 2 3 2 1 0 24 VREF 3 4 D i 2i 2 i 0
乘法型D/A转换器
1.什么是乘法型DAC（Multiplying DAC，MDAC）？
CO6 CO5
R C4 R C3 C2
CO4 CO3 CO2
D 0 (LSB)
R 3 V 15 R EF R 1 V 15 R EF R/2
Q2
C1
CO1
Q1
vI
CP
电压比较器
代码转换器
并行比较型A/D转换器真值表
输入模拟电压 寄存器状态 （代码转换器输入） Q 7 Q 6 Q5 Q4 Q 3 Q2 Q1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 数字量输出 （代码转换器输出） D2 0 0 0 0 1 1 1 1 D1 0 0 1 1 0 0 1 1 D0 0 1 0 1 0 1 0 1
倒T型电阻网络D/A转换器
1.电路结构
I REF
VREF
R R R
T型电阻网络
参考 电压
2R
I3 S3
2R
I2 S2
2R
I1 2 R S1
I 0 2R S0
Rf R
D3
D2
D1
D0
i
A +
vO
由于倒T型电阻网络只有两种阻值的电阻， 因此最适合于集成工艺，集成D/A转换器普遍 采用这种电路结构。
A/D转换器
（2）将连续的模拟电压近似成分散的量化电平 方式一：只舍不入量化方式（截断量化方式）
如果0V≤vI≤1/8V 则量化为0=0V； 1/8V≤vI≤2/8V 则量化为1=1/8V； …… 7/8V≤vI≤1V 则量化为7=7/8V。
经量化后的信号幅值均为的整数倍，在量化过程中会 产生误差，称为量化误差。最大量化误差=1/8V。
模拟开关 输入数 字量
输出 电压
D3
D2
D1
D0
流过各电阻的电流为多少？
VREF I3 D3 R VREF VREF D1 I2 D2 I1 4R 2R
VREF I0 D0 8R
权电阻型D/A转换器
Rf R / 2
i
A +
vO
R
I3 S3
2R
I2 S2
4R
I1 8R S1
I0 S0
5V
VREF
DAC0832
I O1 I O2
-A 1 + 0 ~ 5V
+ A2 R2 R1
T
D7 D6 … D0
vO 0 ~ 10.0V
D/A转换器的典型应用
3.程控增益放大电路
15V
VCC
vI Rf
VREF
DAC0832
I O1 I O2
-A 1 +
vO
256 vO vI Dn
D7 D6 …
乘法型D/A转换器
3.典型的集成乘法型D/A转换器——DAC0832
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
ILE
＆
VREF
输 入 锁 存 器
LE1
D/A 锁 存 器
D/A 转 换 器
I O1 I O2 Rfb Rfb
CS WR1 AGND D3
D2 D1 D0
20 1 19 2 3 18 4 17 DAC 5 16 0832 6 15 7 14 8 13 9 12 10 11
A/D转换器
几种典型A/D转换器
并行比较型A/D转换器（闪烁ADC）
逐次比较型A/D转换器 双积分型A/D转换器 流水线型A/D转换器 Σ—Δ型A/D转换器
并行比较型A/D转换器
1.电路结构
VR
只舍不入量化方式（截断量化方式）
R
7 V 8
+ R
输出数据
编 锁 码 存 电 器 路
D1 D2
6 V 8
VCC
ILE WR 2
＆
LE 2
＆
若 LE 1 ，Q输出 跟随D输出 若 LE 0 ，Q输出 被锁存
VREF
CS WR1 WR2 XFER
R fb
DGND
XFER D4 D5 D6 D7 IO2 IO1
内部结构框图
引脚图
D/A转换器的主要参数
1.最小输出电压增量VLSB 数字量变化一个单位时，输出电压的变化量。 2.满量程（Full Scale Range）输出电压VFSR 数字量为11…1时的输出电压值。 3.分辨率：最小输出电压增量与最大输出电压的比值来表 示。 VLSB 1 分辨率 n VFSR 2 1 分辨率常用输入二进制数的有效位数表示。
D0
放大器的增益大于1。
A/D转换器
一、A/D转换的过程 要把模拟量转化为数字量一般要经过四个步骤，分别 称为采样、保持、量化、编码。
模拟 信号
采样
时间离散化
保持
量化
幅值离散化
编码
数字 信号
A/D转换器
1.采样保持
连续时间信号 vI(t)
S
0 t
vI(t) CH
vI’( t )
vS
0 t
vI’ (t) 离散时间信号
I REF
VREF
R R R
模拟开关
2R
I3 S3
2R
I2 S2
2R
I1 2 R S1
I 0 2R S0
Rf R
D3
D2
D1
D0
i
A +
vO
如果参考电压用模拟信号来代 替 Dn VREF 3 i
vO 2
4
D 2
i 0 i
2
4
vi
实现了模拟量和数字量的乘法运算 ——乘法型DAC
概
论
● 典型应用系统之一——多路数据采集系统
传感器 放大器 · · · 传感器 放大器 滤波器 滤波器 多 路 模 拟 开 关
A/D
计算机
概
论
● 典型应用系统之二——计算机DDC控制系统
给定 +
－
A/D
计算机
D/A
控制对象
传感器
D/A转换器
一、D/A转换器的基本概念 将数字信号转化成与其成正比的模拟信号。 数字信号 模拟信号
例：求满量程输出电压 VFSR=10V ，输入数字位数 n=10 的 DAC的最小输出电压增量VLSB。 1 1 VLSB VFSR n 10 10 10 mV 2 1 2 1
D/A转换器的主要参数
4.转换精度 输出模拟电压的实际值与理想值之差。
5.输出建立时间
输入数据改变到输出进入规定的误差范围内所需要 的最大时间。
4.参考电压
是外置参考电压还是内置参考电压？ 5.动态特性 主要指转换速度。
D/A转换器的典型应用
1.任意波形发生器
Rf
VREF
I O1 I O2 D0
DAC0832
D7 D6 …
-A +
vO
EPROM
A7 A6 …
CP
A0
任意波形 发生器
计数器
D/A转换器的典型应用
2.数控稳压电源Rf 15V Dn DAC
vO
vO KDn K Di 2
i 0
n 1
i
D/A转换器
以三位DAC为例，设K=1，可得出vO和Dn的关系
D2D 1D0
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
vO
0V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V
i
A +
vO
R
I3 S3
2R
I2 S2
4R
I1 8R S1
I0 S0
VREF 3 vo 4 Di 2i 2 i 0
VREF
D3
D2
D1
D0
思考：DAC的精度与电路中的哪些参数有关？
外加参考电源精度 权电阻精度 由于电阻网络中阻值范围太宽，很难保证每个电阻 均有很高精度，在集成DAC中很少采用。
D/A转换器的传输特性 vO /V
7 6 5 4 3 2 1 0
001 010 011 100 101 110 111
Dn
权电阻型D/A转换器
1.电路结构及工作原理 电阻网络
i
Rf R / 2
A +
I/V变换 电路
vO
参考 电压
VREF
R
I3 S3
2R
I2 S2
4R
I1 8R S1
I0 S0
vI
1 )VR EF 15 1 ( ~ 3 )VR EF 15 15 5 ( 3 ~ )V 15 15 R EF 5 ( ~ 7 )VR EF 15 15 7 9 V ( ~ ) R EF 15 15 11 ( 9 ~ )VR EF 15 15 11 13 ( ~ )VR EF 15 15 13 ( ~ 1 )VR EF 15 (0