第八章-数模模数转换器只是课件
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数模转换和模数转换原理ppt课件
能够将数字量转换为 模拟量的器件称为数 模转换器，简称D/A转
换器或DAC。 2
8.2 数模转换器
一、D/A转换器的基本工作原理
D/A转换器是将输入的二进制数字量转换成模拟量， 以电压或电流的形式输出。
D/A转换器实质上是一个译码器（解码器）。一般常
用的线性D/A转换器，其输出模拟电压uO和输入数字量Dn 之间成正比关系。UREF为参考电压。
②应用：它是目前集成D/A转换器中转换速度较高且使用
较多的一种，如8位D/A转换器DAC0832，就是采用倒T型电
阻网络。
精选ppt
13
8.2 数模转换器
三、D/A转换器的主要技术指标
1. 分辨率
分辨率用于表征D/A转换器对输入微小量变化的敏感程度。
①D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数－－可用输
8.2 数模转换器
2. 转换精度
D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想 值之差，即最大静态转换误差。
3. 转换速度
从输入的数字量发生突变开始， 到输出电压进入与稳定值相差 ±0.5LSB范围内所需要的时间，称为
建立时间tset。目前单片集成D/A转换
器（不包括运算放大器）的建立时间 最短达到0.1微秒以内。
令 RF=R/2 ，则
uOU 2 R nEn i F 0 1di2i U 2 R nED F n
即：输出的模拟电压uO正比于输入的数字量Dn，从而实现
了从数字量到模拟量的转换精。选ppt
8
8.2 数模转换器
当Dn=Dn-1…D0=0时，uO=0
2n 1 当Dn=Dn-1…D0=11…1时， uO 2n UREF。
精选ppt
5
第八章 数模、模数转换器
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A/D转换器 8.2 A/D转换器
用二进制代码来表示各个量化电平的过程叫做编码。 用二进制代码来表示各个量化电平的过程叫做编码。 由于数字量的位数有限，一个n位的二进制数只能表示2 由于数字量的位数有限，一个n位的二进制数只能表示2n 个值，因而任何一个采样-保持信号的幅值， 个值，因而任何一个采样-保持信号的幅值，只能近似地逼近 某一个离散的数字量。 某一个离散的数字量。因此在量化过程中不可避免的会产生 误差，通常把这种误差称为量化误差。显然，在量化过程中， 误差，通常把这种误差称为量化误差。显然，在量化过程中， 量化级分得越多，量化误差就越小。 量化级分得越多，量化误差就越小。
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A/D转换器 8.2 A/D转换器
3．逐次逼近型模-数转换器 逐次逼近型模逐次逼近型模-数转换器一般由顺序脉冲发生器、 逐次逼近型模-数转换器一般由顺序脉冲发生器、逐次逼 近寄存器、 数转换器和电压比较器等几部分组成， 近寄存器、模-数转换器和电压比较器等几部分组成，其原理 框图如图 12所示 所示。 框图如图8-12所示。 一次转换过程如表 一次转换过程如表8-3和图8-15所示。 15所示。 所示
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D/A转换器 8.1 D/A转换器
8.1.3 T形电阻网络D/A转换器 T形电阻网络D/A转换器 形电阻网络D/A
为了克服权电阻网络D/A转换器中电阻阻值相差过大的缺 为了克服权电阻网络D/A转换器中电阻阻值相差过大的缺 D/A 点，又研制出了如图8-3所示的T形电阻网络D/A转换器，由R 又研制出了如图 所示的T形电阻网络D/A转换器， D/A转换器 和2R两种阻值的电阻组成T形电阻网络（或称梯形电阻网络） 2R两种阻值的电阻组成T形电阻网络（或称梯形电阻网络） 两种阻值的电阻组成 为集成电路的设计和制作带来了很大方便。网络的输出端接 为集成电路的设计和制作带来了很大方便。 到运算放大器的反相输入端。 到运算放大器的反相输入端。 提高转换速度和减小尖峰脉冲的有效方法是将图 提高转换速度和减小尖峰脉冲的有效方法是将图8-4电路 改成倒T形电阻网络D/A转换电路， D/A转换电路 所示。 改成倒T形电阻网络D/A转换电路，如图8-6所示。
《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
模数转换器与数模转换器课件
22:12:16 22/105
6、量程 量程即所能转换的电压范围，如2.5V、5V和 10V。
7、满刻度误差 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值 之差称为满刻度误差。
8、线性度 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移 称为线性度。
22:12:16 23/105
9、数字接口方式 根据转换的数据输出接口方式，A/D转换器可 以分为并行接口和串行接口两种方式。
22:12:16 25/105
12、功耗 一般CMOS工艺的芯片功耗较低，对于电池供 电的手持系统对功耗要求比较高的场合一定要 注意功耗指标。
13、封装 常 见 的 封 装 有 双 列 直 插 封 装 （ Dual In-line Package, DIP ） 和 表 贴 型 （ Surface Mount Devices, SMD）封装。
22:12:16 14/105
1、分辨率 分辨率是A/D转换器能够分辨最小信号的能 力，表示数字量变化一个相邻数码所需输入 模拟电压的变化量。 分辨率越高，转换时对输入模拟信号变化的 反应就越灵敏。
22:12:16 15/105
例 如 ， 8 位 A/D 转 换 器 能 够 分 辨 出 满 刻 度 的 1/256，若满刻度输入电压为5V，则该8位A/D 转换器能够分辨出输入电压变化的最小值为 19.5mV。 分辨率常用A/D转换器输出的二进制位数表示。 常见的A/D转换器有8位、10位、12位、14位 和16位等。
§9.1模数转换器的工作原理及性能指标
一、模数转换器的工作原理 根据转换的工作原理不同，模数转换器可以分 为计数-比较式、逐次逼近式和双斜率积分式。 计数-比较式模数转换器结构简单，价格便宜， 转换速度慢，较少采用。 下面主要介绍逐次逼近式和双斜率积分式模数 转换器的工作原理。
6、量程 量程即所能转换的电压范围，如2.5V、5V和 10V。
7、满刻度误差 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值 之差称为满刻度误差。
8、线性度 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移 称为线性度。
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9、数字接口方式 根据转换的数据输出接口方式，A/D转换器可 以分为并行接口和串行接口两种方式。
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12、功耗 一般CMOS工艺的芯片功耗较低，对于电池供 电的手持系统对功耗要求比较高的场合一定要 注意功耗指标。
13、封装 常 见 的 封 装 有 双 列 直 插 封 装 （ Dual In-line Package, DIP ） 和 表 贴 型 （ Surface Mount Devices, SMD）封装。
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1、分辨率 分辨率是A/D转换器能够分辨最小信号的能 力，表示数字量变化一个相邻数码所需输入 模拟电压的变化量。 分辨率越高，转换时对输入模拟信号变化的 反应就越灵敏。
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例 如 ， 8 位 A/D 转 换 器 能 够 分 辨 出 满 刻 度 的 1/256，若满刻度输入电压为5V，则该8位A/D 转换器能够分辨出输入电压变化的最小值为 19.5mV。 分辨率常用A/D转换器输出的二进制位数表示。 常见的A/D转换器有8位、10位、12位、14位 和16位等。
§9.1模数转换器的工作原理及性能指标
一、模数转换器的工作原理 根据转换的工作原理不同，模数转换器可以分 为计数-比较式、逐次逼近式和双斜率积分式。 计数-比较式模数转换器结构简单，价格便宜， 转换速度慢，较少采用。 下面主要介绍逐次逼近式和双斜率积分式模数 转换器的工作原理。
《数模转换器》课件
01
输出电压与输入数字信号成正比，常用于音频、图像等领域。
电流型数模转换器（DAC）
02
输出电流与输入数字信号成正比，常用于驱动电子设备。
时间型数模转换器（DAC）
03
输出脉冲宽度或周期与输入数字信号成正比，常用于控制脉冲
宽度或频率。
数模转换器的工作流程
编码阶段
将输入的数字信号转换为相应的编码 方式，如二进制、十进制等。
速度
速度
指数模转换器完成一次转换所需的时间，即数据更新或刷新 速率。速度越快，数据更新速率越高。
转换时间
数模转换器的转换时间通常是指从输入数字信号到输出模拟 信号稳定所需的时间。影响转换时间的因素包括内部电路的 延迟、输出电路的带宽等。提高转换速度的方法包括采用高 速电路设计和降低内部电路的延迟等。
线性数模转换器
将数字信号转换为模拟信号，其输出电压与输入数字信号 成正比。线性数模转换器的精度和线性度较高，但功耗较 大。
查找表数模转换器
通过预先计算输入数字与输出电压之间的映射关系，并将 结果存储在查找表中，实现快速数模转换。查找表数模转 换器的速度较快，但精度和线性度较低。
分段查找表数模转换器
结合线性数模转换器和查找表数模转换器的优点，分段查 找表数模转换器在提高速度的同时，也保证了精度和线性 度。
VS
详细描述
图像数模转换器主要用于将模拟的图像信 号转换为数字信号，以便于存储在数字媒 体上、传输至其他设备或进行进一步的处 理。在图像采集、编辑和显示等应用中， 图像数模转换器发挥着关键的作用。
通信数模转换器
总结词
在通信系统中实现模拟信号与数字信号之间 的转换。
详细描述
通信数模转换器在通信系统中扮演着重要的 角色，负责实现模拟信号与数字信号之间的 转换。在电话通信、无线通信和网络通信等 领域，数模转换器被广泛应用于信号的调制 解调、编解码以及传输过程中。
数模模数转换器介绍课件
通信领域
数字信号处 理：用于信 号的采集、 处理和传输
01
移动通信：用 于手机、基站 等设备的信号 转换和传输
03
02
04
通信网络： 用于网络设 备的信号转 换和传输
卫星通信：用 于卫星通信设 备的信号转换 和传输
测量与控制领域
01
工业自动化：用于生产过程的控制和监测
02
实验室仪器：用于测量和分析各种物理量
数模模数转换 器介绍课件
目录
01. 数模模数转换器概述 02. 数模模数转换器的工作原理 03. 数模模数转换器的应用领域 04. 数模模数转换器的发展趋势
1
数模模数转 换器概述
数模模数转换器的定义
数模模数转换器是一种将模拟信号转换为数 字信号的设备。
它的主要功能是将模拟信号进行采样、量化 和编码，生成数字信号。 NhomakorabeaD
转换精度和速度是数模 转换器的重要指标
数模模数转换器的结构
输入信号： 模拟信号
采样保持电路： 将模拟信号转 换为数字信号
量化器：将数 字信号转换为 二进制数字信 号
编码器：将二 进制数字信号 转换为数字信 号
输出信号： 数字信号
解码器：将数 字信号转换为 二进制数字信 号
保持器：将二 进制数字信号 转换为数字信 号
03
医疗设备：用于医疗诊断和治疗设备的数据采集和控制
04
航空航天：用于飞行器的姿态控制和导航系统
4
数模模数转换 器的发展趋势
高精度、高速度
高精度：随着技术的发展， 数模模数转换器的精度不 断提高，可以满足更高要 求的应用需求。
低功耗：随着技术的发展， 数模模数转换器的功耗不 断降低，可以满足更低功 耗的应用需求。
《模数数模转换》课件
详细描述
随着便携式设备和物联网设备的普及，低功耗的模数数模转换器成为研究的重点 。同时，低成本也是推动模数数模转换器广泛应用的关键因素之一。
集成化和智能化
总结词
集成化和智能化是模数数模转换器的未 来发展趋势，将为其带来更多的应用场 景。
VS
详细描述
集成化能够减小模数数模转换器的体积和 重量，便于集成到各种设备中。智能化则 能够提高模数数模转换器的自适应能力和 智能化水平，使其更好地适应各种复杂的 应用场景。
减小量化误差的方法包括增加量化级别和使用更 小的步长。
量化误差可以通过采用适当的量化方法和技术来 减小，例如使用非均匀量化或噪声成形技术。
分辨率和精度
01
分辨率是指数模转换器能够分辨的最小电压变化量，通常以位 数表示。
02
精度是指数模转换器的实际输出电压与理想输出电压之间的最
大偏差。
提高分辨率和精度的方法包括使用高精度的元件和电路设计，
流水线型ADC
将模拟信号转换为数字信号的过程中 ，采用多级流水线的方式进行，具有 高分辨率和高速的特性。
插值型ADC
通过插值算法提高转换精度，适用于 高精度的应用场景。
ADC的工作原理
采样
编码
将模拟信号转换为时间离散的信号。
将幅度离散的信号转换为数字信号。
量化
将时间离散的信号转换为幅度离散的 信号。
电流输出型
输出电流与数字输入量呈线性关系，适用于需要电流输出的场合。
电阻输出型
输出电阻与数字输入量呈线性关系，适用于需要电阻输出
权电阻型
通过改变权电阻的阻值来 模拟数字输入量的大小。
权电流型
通过改变权电流源的电流 值来模拟数字输入量的大 小。
随着便携式设备和物联网设备的普及，低功耗的模数数模转换器成为研究的重点 。同时，低成本也是推动模数数模转换器广泛应用的关键因素之一。
集成化和智能化
总结词
集成化和智能化是模数数模转换器的未 来发展趋势，将为其带来更多的应用场 景。
VS
详细描述
集成化能够减小模数数模转换器的体积和 重量，便于集成到各种设备中。智能化则 能够提高模数数模转换器的自适应能力和 智能化水平，使其更好地适应各种复杂的 应用场景。
减小量化误差的方法包括增加量化级别和使用更 小的步长。
量化误差可以通过采用适当的量化方法和技术来 减小，例如使用非均匀量化或噪声成形技术。
分辨率和精度
01
分辨率是指数模转换器能够分辨的最小电压变化量，通常以位 数表示。
02
精度是指数模转换器的实际输出电压与理想输出电压之间的最
大偏差。
提高分辨率和精度的方法包括使用高精度的元件和电路设计，
流水线型ADC
将模拟信号转换为数字信号的过程中 ，采用多级流水线的方式进行，具有 高分辨率和高速的特性。
插值型ADC
通过插值算法提高转换精度，适用于 高精度的应用场景。
ADC的工作原理
采样
编码
将模拟信号转换为时间离散的信号。
将幅度离散的信号转换为数字信号。
量化
将时间离散的信号转换为幅度离散的 信号。
电流输出型
输出电流与数字输入量呈线性关系，适用于需要电流输出的场合。
电阻输出型
输出电阻与数字输入量呈线性关系，适用于需要电阻输出
权电阻型
通过改变权电阻的阻值来 模拟数字输入量的大小。
权电流型
通过改变权电流源的电流 值来模拟数字输入量的大 小。
《数模模数转换器》课件
通信系统中数字信号转换为模拟信号
调制技术中，需要将数字信号转换为模拟信 号进行调制。
模数转换器的原理
1
采样
将模拟信号的连续波形离散化，获得时间离散信号的采样值。
2
量化
将采样值离散化处理，得到离散化后的数字信号。
3
编码
根据不同的编码方式将数字信号转换为二进制代码。
模数转换器的应用
数字万用表
使用模数转换器将电压、电流 等模拟量转换成数字信号进行 处理。
迫切需要高精度和高速率的转换器。在微纳米技术中，需要针对小尺寸、低功耗的要求 进行改进。
《数模模数转换器》PPT 课件
数字信号与模拟信号之间的转换是现代电子设备中的一个重要问题。这个问 题可以通过数模转换器和模数转换器来解决。
二进制编码来 表示的。各个位上面的电压表 示二进制代码中的“1”和“0”两 个状态。
模拟信号波形
模拟信号的波形是连续而光滑 的。数模转换器将这个连续的 波形离散化，用数字信号来表 示。
量化误差
离散化过程中会有误差。量化 误差也是数模转换器中需要注 意的问题之一。
数模转换器的应用
音频处理
音频信号经常需要被数字化、处理、然后再 转换成模拟信号进行输出。
视频信号处理
视频信号中有许多是数字化的信息。压缩和 编码技术都需要数模转换器。
传感器信号读取
传感器通常产生模拟信号，而数字信号处理 器则需要数字信号。
液位传感器
液位传感器将液位高度转化为 连续的电信号。通过模数转换 器转换成数字信号后可以进行 处理。
数字示波器
可以将电压随时间变化的波形 储存在内存中，在屏幕上显示 为连续的波形。
总结与展望
1 数模转换器和模数转换器是数字电路设计中很常见的部件。
调制技术中，需要将数字信号转换为模拟信 号进行调制。
模数转换器的原理
1
采样
将模拟信号的连续波形离散化，获得时间离散信号的采样值。
2
量化
将采样值离散化处理，得到离散化后的数字信号。
3
编码
根据不同的编码方式将数字信号转换为二进制代码。
模数转换器的应用
数字万用表
使用模数转换器将电压、电流 等模拟量转换成数字信号进行 处理。
迫切需要高精度和高速率的转换器。在微纳米技术中，需要针对小尺寸、低功耗的要求 进行改进。
《数模模数转换器》PPT 课件
数字信号与模拟信号之间的转换是现代电子设备中的一个重要问题。这个问 题可以通过数模转换器和模数转换器来解决。
二进制编码来 表示的。各个位上面的电压表 示二进制代码中的“1”和“0”两 个状态。
模拟信号波形
模拟信号的波形是连续而光滑 的。数模转换器将这个连续的 波形离散化，用数字信号来表 示。
量化误差
离散化过程中会有误差。量化 误差也是数模转换器中需要注 意的问题之一。
数模转换器的应用
音频处理
音频信号经常需要被数字化、处理、然后再 转换成模拟信号进行输出。
视频信号处理
视频信号中有许多是数字化的信息。压缩和 编码技术都需要数模转换器。
传感器信号读取
传感器通常产生模拟信号，而数字信号处理 器则需要数字信号。
液位传感器
液位传感器将液位高度转化为 连续的电信号。通过模数转换 器转换成数字信号后可以进行 处理。
数字示波器
可以将电压随时间变化的波形 储存在内存中，在屏幕上显示 为连续的波形。
总结与展望
1 数模转换器和模数转换器是数字电路设计中很常见的部件。
第八章 数模模数转换电路PPT课件
输入模拟电压
VI （0～1/15）VREF （1/15～3/15）VREF （3/15～5/15）VREF （5/15～7/15）VREF （7/15～9/15）VREF （9/15～11/15）VREF （11/15～13/15）VREF （13/15～1）VREF
D2 Q4
寄存器状态 （编码器输入） Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1
I 24
(D323D222D121D020)
VOIRFI 24 RF(D 323D 222D 121D 020)
VR RE 2 F R 4Fi 30(D i2i);(IVR RE)F
对于 n位D/ A转换（RF取 R)
VOV2RnEFni01(Di 2i)
倒T形电阻网络D/A转换器的特点：
（1）电路结构比较简单； （2）电阻网络中的种类少（仅R和2R两种）。
二、 电子开关
1. CMOS电压开关
Di
2. CMOS电流开关（CB7520）
VDD
VDD
Ri
1
Ii
VSS
-VREF
Iout1 Iout2
Di
2R
VSS
R
R
2R
R
2R
d0
d1
d0
R
2R d2
d1
UREF（参考电压）
2R d2 R
输
Qn-1(MSB) 数
出
Qn-2
字
缓
输
冲
出
器
Q0(LSB)
①第一步送出Qn-1=1（最大砝码）将产生的D/A电压与输入电压VI比较。
②第二步根据比较结果决定Qn-1的去留，并加入Qn-2与VI比较。 ③依此类推直至加入Q0。 ④最后一步根据比较结果决定Q0的去留，并输出转换结果。
数模与模数转换器PPT课件
I
＜
10
16VREF
190//1166VVRREEFF
vI
vO
D0
3． 逻辑电路
D/A 转换器
D1
D2
01 vC
0
R Q0
C1 S
FF0
01
10
0
01
Q1
R 1D
10
C1
S
FF1
10
R
Q 2 1D 10
C1 S
FF2
0
Q3
R 1D
10
C1
S
FF3
VREF D3
D3（ MSB）
1
D2
D1
D0 （ LSB）
（2）转换速率（SR）——在大信号工作状态下模拟电压的变化率。 3. 温度系数——在输入一定时，输出模拟电压随温度变化产生的变化量。一般
用满刻度输出条件下温度每升高1℃，输出电压变化的百分数来表示。
9.2 A/D转换器
一．A/D转换的一般步骤和取样定理
由于输入的模拟信号在时间上是连续量，所以一般的A/D转换过程为： 取样、保持、量化和编码。
R-2R倒T形电阻网络
基准电流: I=VREF/R，
分析计算： 基准电流: I=VREF/R，
流过各开关支路（从右到左）的电流分别为 I/2、I/4、I/8、I/16。
总电流：
i
VREF R
(
D0 24
D1 23
D2 22
D3 21
)
VREF 24 R
3 i0
( Di
2i )
输出电压：
vO
D/A 转换器
D1
D2
1 vC
01
8 数模与模数转换PPT课件
1 210 1
n=11的DAC分辨率=
1 211 1
22
(2) 转换误差一般是指输入端加满刻度的数字量时， DAC输出电压的理论值与实际值之差。转换误差 一例般如应，低某于控制系统12中。U有LSB一D/A转换器，如果系统要求该 D/A转换器的转换误差（相对误差）小于0.25%，试问 应选择多少位的D/A/转换器？
31
+Ui
-UREF
S1 R
vS1
S2
C
﹣ +A
vo<0，vc=1 vo≥0，vc=0 vo﹣+C vc
第一次积分：（定时积分）:转换开始(t=0)时， 电子开关S1接通模拟输入信号电压US1=Ui，积 分器开始对输入的Ui进行积分
32
第二次积分：（定值积分）:开关S1接到-UREF，积分器开 始反向积分
14
0
R
2R 2R
1
R
2R
RF
… n-2
R
2R
n-1 2R
2R
+
Uo
S0
○○
UR
○ S1
○○
…
○Sn-2
○○
○Sn-1
○○
d0
d1
dn-2
dn-1
Un1=(U 3R)(1 2)n1n i= 0 1di2i
运算放大器的输出为：
U O=2 R R FU n1=3 R R FU 2n Rn i= 0 1di2i
●
N●
20R
Sn-1
–
RF
A
+
●
Uo
UR ●
●
●
●
●
●
●
《数模转换器》课件
使用EDA工具绘制版图，并进行功能和时序仿真 。
测试与验证
对完成的数模转换器进行测试，确保性能达标。
硬件实现
微控制器选择
选择合适的微控制器作为数模 转换器的控制核心。
接口电路设计
设计数模转换器与微控制器的 接口电路，实现数据传输和控 制信号的交互。
电源与地设计
为数模转换器提供稳定的电源 和地线，确保电路正常工作。
采样频率
采样频率决定了离散时间信号的精度，采样频率越高，离散时间信 号越接近原始连续时间信号。
采样定理
采样定理指出，要使离散时间信号能够无失真地重建原始连续时间 信号，采样频率必须至少为原始信号最高频率的两倍。
量化
量化
将连续幅度的离散时间信号转换为具有有限数量的离散幅 度的过程。
量化误差
由于量化过程中只能表示有限的离散幅度，因此会产生量化误差 ，这种误差表现为连续时间信号与重建的离散时间信号之间的差
异。
量化级数
量化级数决定了离散幅度的数量，级数越多，量化误差越 小。
编码
编码
将量化后的离散幅度信号转换为 二进制代码的过程。
编码方式
常见的编码方式有二进制编码、 格雷码等，不同的编码方式具有 不同的特点和适用场景。
编码效率
编码效率是指编码过程中所需二 进制代码的长度与量化级数之间 的关系，提高编码效率可以减少 所需的存储空间和传输带宽。
VS
图像处理算法实现
数模转换器可以用于实现各种图像处理算 法，如滤波、色彩空间转换、图像增强等 。
控制系统
模拟量输入与输出
数模转换器可以将数字控制信号转换为模拟信号，用于控制模拟设备或系统，或者将模 拟反馈信号转换为数字信号，用于反馈和控制数字系统。
测试与验证
对完成的数模转换器进行测试，确保性能达标。
硬件实现
微控制器选择
选择合适的微控制器作为数模 转换器的控制核心。
接口电路设计
设计数模转换器与微控制器的 接口电路，实现数据传输和控 制信号的交互。
电源与地设计
为数模转换器提供稳定的电源 和地线，确保电路正常工作。
采样频率
采样频率决定了离散时间信号的精度，采样频率越高，离散时间信 号越接近原始连续时间信号。
采样定理
采样定理指出，要使离散时间信号能够无失真地重建原始连续时间 信号，采样频率必须至少为原始信号最高频率的两倍。
量化
量化
将连续幅度的离散时间信号转换为具有有限数量的离散幅 度的过程。
量化误差
由于量化过程中只能表示有限的离散幅度，因此会产生量化误差 ，这种误差表现为连续时间信号与重建的离散时间信号之间的差
异。
量化级数
量化级数决定了离散幅度的数量，级数越多，量化误差越 小。
编码
编码
将量化后的离散幅度信号转换为 二进制代码的过程。
编码方式
常见的编码方式有二进制编码、 格雷码等，不同的编码方式具有 不同的特点和适用场景。
编码效率
编码效率是指编码过程中所需二 进制代码的长度与量化级数之间 的关系，提高编码效率可以减少 所需的存储空间和传输带宽。
VS
图像处理算法实现
数模转换器可以用于实现各种图像处理算 法，如滤波、色彩空间转换、图像增强等 。
控制系统
模拟量输入与输出
数模转换器可以将数字控制信号转换为模拟信号，用于控制模拟设备或系统，或者将模 拟反馈信号转换为数字信号，用于反馈和控制数字系统。
数字电路：数模及模数转换器PPT
16
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
31
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。
vO
0 1 2 3 4 5 6 7 V V V V V V V V
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
7
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 S3 电压
13
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
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
31
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。
vO
0 1 2 3 4 5 6 7 V V V V V V V V
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
7
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 S3 电压
13
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
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。
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8.2 A/D转换器
8.2.1 采样与保持
取样定理：
fs 2f max
由于每次把采样电压转换为相应的数字信号时都需要一 定的时间,因此在每次采样以后,需把采样电压保持一段时间。
根据采样定理,用数字方法传递和处理模拟信号,并不需 要信号在整个作用时间内的数值,只需要采样点的数值。
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8.1 D/A转换器
DA7520的主要性能参数如下： 分辨率：十位 线性误差：±（1/2）LSB（LSB表示输入数字量最低位）， 若用输出电压满刻度范围FSR的百分数表示则为0.05%FSR。 转换速度：500ns 温度系数：0.001%/OC
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8.1 D/A转换器
2．应用举例
图8-8所示的电路为一个由10位二进制加法计数器、 DA7520转换器及集成运放组成的锯齿波发生器。10位二进制 加法计数器从全“0”加到全“1”，电路的模拟输出电压uo 由0V增加到最大值，此时若再来一个计数脉冲则计数器的值 由全“1”变为全“0”，输出电压也从最大值跳变为0，输出 波形又开始一个新的周期。如果计数脉冲不断，则可在电路 的输出端得到周期性的锯齿波。
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8.2 A/D转换器
3．逐次逼近型模-数转换器 逐次逼近型模-数转换器一般由顺序脉冲发生器、逐次逼 近寄存器、模-数转换器和电压比较器等几部分组成，其原理 框图如图8-12所示。 一次转换过程如表8-3和图8-15所示。
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8.2 A/D转换器
8.2.4A/D转换器的应用
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8.1 D/A转换器
1为模拟电流IO1输出端，接到运算放大器的反向输入端； 2为模拟电流IO2输出端，一般接地； 3为接地端； 14为COMS模拟开关的+UDD电源接线端； 15为参考电压电源接线端，UR可为正值或负值； 16为芯片内部一个电阻R的引出端，该电阻作为运算放大 器的反馈电阻RF，他的另一端在芯片内部接IO1端。
8.1 D/A转换器
8.1.3 T形电阻网络D/A转换器
为了克服权电阻网络D/A转换器中电阻阻值相差过大的缺 点，又研制出了如图8-3所示的T形电阻网络D/A转换器，由R 和2R两种阻值的电阻组成T形电阻网络（或称梯形电阻网络） 为集成电路的设计和制作带来了很大方便。网络的输出端接 到运算放大器的反相输入端。
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8.2 A/D转换器
2、双积分型A/D转换器 双积分型A/D转换器又称为双斜率A/D转换器。图8-10所 示是双积分型A/D转换器的原理框图。它由基准电压源、积分 器、比较器、时钟脉冲输入控制门、n位二进制计数器、定时 器和逻辑控制门电路组成。 双积分型A/D转换器中积分器的输入、输出与计数脉冲间 的关系如图8-11所示。
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8.2 A/D转换器
8.2.5 A/D转换器的主要技术参数
3．转换时间 D/A转换器的转换时间是指在输入数字 信号开始转换，到输出电压（或电流）达到稳定时所需要的 时间。1.5 D/A转换器的应用
1．集成D/A转换器DA7520 DA7520的外引线排列及连接电路如图8-7所示，DA7520共 有16个引脚，各引脚的功能如下： 4～13为十位数字量的输入端；
8.2 A/D转换器
8.2.2 量化和编码
数字信号不仅在时间上是离散的，而且在幅值上也是不 连续的，任何一个数字量的大小只能是某个规定的最小量值 的整数倍。为了将模拟信号转换成数字信号，在A/D转换器中 必须将采样-保持电路的输出电压按某种近似方式规划到与之 相应的离散电平上。将采样-保持电路的输出电压规划为数字 量最小单位所对应的最小量值的整数倍的过程叫做量化。这 个最小量值叫做量化单位。
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8.2 A/D转换器
用二进制代码来表示各个量化电平的过程叫做编码。 由于数字量的位数有限，一个n位的二进制数只能表示2n 个值，因而任何一个采样-保持信号的幅值，只能近似地逼近 某一个离散的数字量。因此在量化过程中不可避免的会产生 误差，通常把这种误差称为量化误差。显然，在量化过程中， 量化级分得越多，量化误差就越小。
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8.2 A/D转换器
8.2.3 A/D转换器工作原理
1、并联比较型A/D转换器 并联比较型A/D转换器是一种高速A/D转换器。图8-9所示 是3位并联型A/D转换器，它由基准电压UREF、电阻分压器、电 压比较器、寄存器和编码器等五部分组成。 不同等级时寄存器的状态及相应的输出二进制数，如表 8-1所示。
第八章-数模模数转换器
8.1 D/A转换器
2．二进制权电阻网络D/A转换器的优、缺点 二进制权电阻网络D/A转换器的优点是该电路用的电阻较 少，电路结构简单，可适用于各种有权码，各位同时进行转 换，速度较快。它的缺点是各个电阻的阻值相差很大，尤其 在输入信号的位数较多时，问题就更突出了。
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提高转换速度和减小尖峰脉冲的有效方法是将图8-4电路 改成倒T形电阻网络D/A转换电路，如图8-6所示。
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8.1 D/A转换器
8.1.4 主要技术指标
1．分辨率 分辨率是指D/A转换器能分辨最小输出电 压变化量与最大输出电压即满量程输出电压之比。
2．精度 D/A转换器的精度是指实际输出电压与理论 输出电压之间的偏离程度。
1． ADC0809的内部逻辑结构 ADC0809的内部逻辑结构如图8-16所示。 2．ADC0809引脚结构 ADC0809引脚结构如图8-17所示。
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8.2 A/D转换器
3．ADC0809应用说明
（1）ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片 机直接相连。
（2）初始化时，使ST和OE信号全为低电平。 （3）送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4）在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。 （5）是否转换完毕，可以根据EOC信号来判断。 （6）当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的 数据就输出给单片机了。