电子技术第10章

10.1.２
2
工作原理
如图所示，权电阻分别是 R 、 2R 、 4R、8R，位切换开关受四位二进制数 控制，当二进制 d3d2d1d0 某一位是 1 时 间，对应的开关闭合，反之，对应的 开关打开。根据开关所在的位不同， 放大器输出的电压是不同的。
10.1
数模转换器（DAC）
权电阻网络DAC
10.1.２
第十章
数模与模数转换
10.1 10.2 10.3
数模转换器（DAC） 模数转换器（ADC） 工程应用（ADC在智能温度控制系统中应用）
10.1
数模转换器（DAC）
10.1.1 DAC的基本概念
D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。 数模转换有两种转换方式：并行数模转换和串行数模转换。
10.2
模数转换器（ADC）
10.2
模数转换器（ADC）
10.2.1 采样/保持和ADC的基本概念
1.采样/保持的基本概念
（1）采样/保持电路
采样/保持电路示意图
10.2
模数转换器（ADC）
10.2.1 采样/保持和ADC的基本概念
1.采样/保持的基本概念 （2）工作原理
采样/保持波形
10.2
模数转换器（ADC）
10.2.1 采样/保持和ADC的基本概念
2. ADC的基本概念 我们使用一个三位ADC来说明ADC的基本概念。三位ADC示意图如图所示。
三位ADC示意图
10.2
模数转换器（ADC）
10.2.2 逐次逼近型模数转换器
1.转换原理 逐次逼近型是目前应用最多、使用较广 的A/D转换器。图是逐次逼近型A/D转换器
R-2R T 形电阻DAC由T形电阻解码网络、模拟电子开关及求和放大器组成。四位T形电阻 网络DAC原理图，如图所示。
四位T形电阻网络DAC原理图
10.1
数模转换器（DAC）
10.1.4 DAC 的主要技术参数
1.分辨率
3.转换速 度（建 立时间） 2.线性度 4.失调误 差
5.输出极 性及范 围
双积分电路工作过程积分器输出电压变化情况
10.2
模数转换器（ADC）
10.2.4 并行模数转换器
直接A/D转换器能把输入的模拟电压直接转换成
输出的数字量而不需要经过中间变量.常用的电路有并
联比较型和反馈比较型两类。 三位并行比较型A/D转换原理电路如图所示，它 由电压比较器、寄存器和代码转换器三部分组成。
定范围内的任何电平)的开关器件。通常由“传输门电路”构成，模拟开关的功能类似于继电器。
（1）信号可双向传输 电子模拟 开关具有 以下特性：
（2）开关断开后漏电流极小
10.3
工程应用——ADC在智能温度控制系统中的应用
10.3.1 温度智能控制系统概述
在现代过程控制及各种智能仪器和仪表中，为采集被控（被测）对象数据以达到由计算机进行
三位DAC示意图
10.1
数模转换器（DAC）
10.1.1 DAC的基本概念
假设此DAC的输出满度值为1。则数字量与模拟量的对应关系如图所示。
三位DAC数字量与模拟量的对应关系
10.1
数模转换器（DAC）
10.1.1 DAC的基本概念
如果输出模拟电压最大值为10V，则输入数字量与输出模拟量的关系如表所示。
三位并联比较型A/D转换器电路
10.2
模数转换器（ADC）
10.2.5 ADC主要技术参数
1.分辨率
3.转换 精度 2.量化 误差 4.转换时 间与转 换速度
10.2
模数转换器（ADC）
10.2.6 电子模拟开关
模拟开关(有时简称为“开关”)是根据数字控制信号的电平切换或路由模拟信号(信号可以是规
实时检测、控制的目的，常用微处理器和A/D转换器组成数据采集系统。为了使水温保持在设定的
温度范围你，要使பைடு நூலகம்智能温度控制系统。智能温度测控装置框图如图所示。
智能温度控制系统框图
第十章
数模与模数转换
本章小结
1.ADC、DAC是实现模拟电路和数字电路相互转换的桥梁，是数字电 路系统重要的接口电路。 2.DAC是将数字信号转换为模拟信号的电子线路，它主要由电阻网络、 求和放大器、模拟开关等组成，它输出的模拟电压与输入的二进制数码呈 线性对应关系。本章主要介绍了权电阻 D/A转换器及倒T型电阻网络DAC 的工作原理。 3.ADC 是将模拟信号转换为数字信号的电路。逐次逼近型 ADC 是由 D/A转换电路、比较器、输出寄存器、移位寄存器、控制电路与时钟产生 脉冲电路组成。
2
工作原理
如图所示，权电阻分别是 R 、 2R 、 4R、8R，位切换开关受四位二进制数 控制，当二进制 d3d2d1d0 某一位是 1 时 间，对应的开关闭合，反之，对应的 开关打开。根据开关所在的位不同， 放大器输出的电压是不同的。
10.1
数模转换器（DAC）
权电阻网络DAC
10.1.２
2
工作原理
10.1
数模转换器（DAC）
10.1.1 DAC的基本概念
10.1
数模转换器（DAC）
权电阻网络DAC
10.1.２
1
电路组成
权电阻网络DAC实际上是一个反向求和放大器，既加法器。它的原理图如图所示。它由电
子切换开关、权电阻、运算放大器组成。
权电阻网络DAC原理图
10.1
数模转换器（DAC）
权电阻网络DAC
可见，d3d2d1d0对输出模拟电压的 贡献正好是符合 8421 权值。这样就把 输入的二进制数转换成了模拟信号。 这种方式在转换位数较多的二进 制数时，由于权电阻的分散性较大， 精度受到影响，所以集成DAC一般不 使用该方法。
10.1
数模转换器（DAC）
1
电路组成
10.1.3 R-2R T形电阻网络DAC
第十章
数模与模数转换
本章导读
在电子电器、工业控制设备中，绝大部分系统的模拟量和数字量是同时 存在的。如温度检测控制系统中，检测的温度是一个模拟信号，而处理控制 系统一般使用数字信号，输出信号一般又要使用模拟信号，这样就需要将检 测的模拟信号转换为数字信号提供给控制系统，控制系统计算完成后，又要 输出控制信号，需要转换成模拟信号，如电压信号控制加热器，提升或降低 所控制的温度。模拟量转换为数字信号的过程叫做模数转换，简称A/D，把 完成这种功能的电路叫模数转换器，简称ADC。把数字信号转换为模拟信 号的过程叫做数模转换，简称D/A，完成这种功能的电路叫做数模转换器， 简称DAC。本章简单介绍DAC、ADC的基本工作原理及典型器件。
的原理图。它由寄存器、D/A转换器、比较
器和控制逻辑等组成。
逐次逼近型A/D转换器工作原理图
10.2
模数转换器（ADC）
10.2.3 双积分模数转换器
双积分式A/D转换器工作原理如图所示。它由电子开关、积分器、比较器、计数器和逻辑门等
部分组成。双积分就是进行一次A/D转换需要进行两次积分。
双积分A/D转换器电路工作原理