数模与模数转换器
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常用的CMOS开关倒T形电阻网络D/A转换器的集成 电路有AD7520（10位）、 AD7533（10位）及AK7546 （16位高精度）等。
VO V2 Rn EFn i 0 1 Di 2i
由上式可见，要提高D/A转换器的转换精 度，电路参数的选择要注意以下几点：
① 基准电压要稳定，要求高时可选用带隙基准电压源。
将电阻2R接（相应 电流也送）运放 “－”端。处于线
I/16 I/8 I/4 I/2 I
性运用状态的运放， 虚地使每条2R电阻
图9.1.4
倒T形电阻网络D/A转换器
支路的电流恒定， 与开关状态无关。
(LSB)
(MSB)
Rf
D0
D1
D2
D3 i∑
-
v0
+
S0 S1
S2 S3
分析电路可知，从
2R
I/16 I/8 I/4 I/2
第九章 数模与模数转换器
Digital Analog Converter and Analog Digital Converter
概述
D/A转换器 A/D转换器
精选课件
1
第九章数模与模数转换器
教学要求
1.掌握倒T形电阻网络D/A转换器(DAC)、集成 D/A转换器7533的工作原理及相关计算。
2.正确理解D/A转换器的两种输出方式。 3.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。
每个节点向左看，
2R 2R 2R 2R
R
RR
每个二端网络的等
+VREF
效电阻均为R。与 开关相连的电阻2R
I/16 I/8 I/4 I/2 I
上的电流从高位到
由图可得流入运放的总电流
低位按2的负整数 幂递减。如图所示
i v R R E D 2 F 4 0 D 2 3 1 D 2 2 2 D 2 1 3 2 V 4 R R E i 3 0 F D i2 i
D7
D8
D9 10kΩ RF
R IOUT1
IOUT2
+
v0
S7 S8 S9
2R 2R 2R
10kΩ 20kΩ +VREF RR
图9.1.5 AD7533内部电路
IOUT1 1 IOUT2 2
GND 3
DD98
4 5
D7 6
DD65
7 8
16 RF
15 14 13 12 11 10 9
VVR+EF D0 DD12 DD43
NB
D0
D1
•
D/A
vO (iO)
•
D• n-2
转换器
Dn-1
NB是n位二进制代码的输入数字量。为了将数字 量转换成模拟量，必须将每1位的代码按其权的 大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相 加，即可得与数字量成正比的总模拟量，从而实 现了数字—模拟转换。 此即D/A转换器的基本思 想。
2. 对D/A的基本要求:输出模拟量与 输入数字量值成正比。
7
7/8VREF No Image
精选课件
8
4. n位D/A转换器的一般方框图如下：
n位数字 量输入
数码寄 存器
基准电压
n位模拟 开关
解码网络
模拟量 输出
求和电路
解码网络一般有倒T形电阻网络、T形电阻网 络、权电流网络等；电子开关也有TTL 型和 CMOS型，据此不同的组合可有不同类型的 D/A转换器。
能将模拟信号转换成数字信号的电路称为模数转换器(A/D)； 而将能将数字信号转换成模拟信号的电路称为数模转换器 （D/A);转换精度和速度是衡量它们的重要技术指标。
ADC和DAC已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。
精选课件
3
9·1 D/A转换器（DAC）
9.1.1 D/A转换器的基本原理
1. n位D/A转换器的 示意图如下：
R i0 或者悬空
电路由电子开关、权电阻网络、求和电路、基准电
压、锁存器等组成。 如Rf=R,由图得
V OR R f V 2 R nEn iF 0 1 D i2 i KB N 9
210 D
vORRfVRDE32F3D222D121D020图V题R7.1.i5E30DiF2i
精选课件
图9.1.5电路 AD7533引脚图
精选课件
15
T1~T3组成电平转移电路,使输入信号能与TTL电平 兼容，即使TTL的高电平提高以适应CMOS的需要。
VDD
2. 电子开
关电路之
一
T2 T3
RR
T5
T7
2R
T8
T9
Di
T1
T4
T6
IOUT2 IOUT1
Di=1时，T9导通，权 电流经T9流入运放的 反相端； Di=0时， T8导通，权
② 倒T型电阻网络中R和2R电阻的精度要高。
③ 每个模拟开关的开关电压降要相等。以保证各 支路的电流按2的整数倍递减。 ④ 运放的零点漂移要小。
2. 集成D/A转换器
⒈ AD7533D/A转换器
D0 D1
D2
S0 S1 S2
2R 2R 2R 2R R RR
AD7533D/A转换器是10位CMOS 电流开关形D/A转换器，为电流 输出型。使用时外加运放，反馈 电阻可外加或用片内电阻。
9.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
1. 4位倒T形电阻网络D/A转换器的工作原理
(LSB)
(MSB)
Rf
D0
D1
D2
D3 i∑
-
v0
S0 S1
S2 S3
+ Si由Di控制， Di＝0 时， Si将电阻2R接
2R
I/16 I/8 I/4 I/2
地；Di＝1时， Si
2R 2R 2R 2R
R
RR
+VREF
4.了解D/A转换器、 A/D转换器的主要技术指标 及典型应用。
精选课件
2
D/A转换、A/D转换的应用
传感器 (温度、压力、 流量、应力等）
模拟 传感器
A/D 转换器
计算机进行数字处理 （如计算、滤波）、
数据保存等
用模拟量作为控 制信号
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
vo/V
D0
6
D1 D2
DAC vO
5 4
D3
3
D4
2
D5
1
0 001 010 011 100 101 110 D
3. 4位D/A转换器的原理电路如图9.1.2所示：
数
D0
3
Rf字
量 输
3 2 1 0 锁
存
D1
器 D2
i
vVD2D2D2D2VD2 O 入 RE3F 2D3 1 0 REiF
图9.1.2
输出电压
VO iRf
Rf R
VREF 24
3 i0
Di 2i
将输入数字量扩展到n位可得n位转换的一般关系式：
VO
Rf源自文库R
VREF 2n
n1 i0
Di 2i
KNB
其中K Rf R
VREF 2n
, NB
n1 i0
Di 2i 为n位二进制数。
可见电路中输入的每一个二进制数NB,均能在其输 出端得到与之成正比的模拟电压VO。
VO V2 Rn EFn i 0 1 Di 2i
由上式可见，要提高D/A转换器的转换精 度，电路参数的选择要注意以下几点：
① 基准电压要稳定，要求高时可选用带隙基准电压源。
将电阻2R接（相应 电流也送）运放 “－”端。处于线
I/16 I/8 I/4 I/2 I
性运用状态的运放， 虚地使每条2R电阻
图9.1.4
倒T形电阻网络D/A转换器
支路的电流恒定， 与开关状态无关。
(LSB)
(MSB)
Rf
D0
D1
D2
D3 i∑
-
v0
+
S0 S1
S2 S3
分析电路可知，从
2R
I/16 I/8 I/4 I/2
第九章 数模与模数转换器
Digital Analog Converter and Analog Digital Converter
概述
D/A转换器 A/D转换器
精选课件
1
第九章数模与模数转换器
教学要求
1.掌握倒T形电阻网络D/A转换器(DAC)、集成 D/A转换器7533的工作原理及相关计算。
2.正确理解D/A转换器的两种输出方式。 3.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。
每个节点向左看，
2R 2R 2R 2R
R
RR
每个二端网络的等
+VREF
效电阻均为R。与 开关相连的电阻2R
I/16 I/8 I/4 I/2 I
上的电流从高位到
由图可得流入运放的总电流
低位按2的负整数 幂递减。如图所示
i v R R E D 2 F 4 0 D 2 3 1 D 2 2 2 D 2 1 3 2 V 4 R R E i 3 0 F D i2 i
D7
D8
D9 10kΩ RF
R IOUT1
IOUT2
+
v0
S7 S8 S9
2R 2R 2R
10kΩ 20kΩ +VREF RR
图9.1.5 AD7533内部电路
IOUT1 1 IOUT2 2
GND 3
DD98
4 5
D7 6
DD65
7 8
16 RF
15 14 13 12 11 10 9
VVR+EF D0 DD12 DD43
NB
D0
D1
•
D/A
vO (iO)
•
D• n-2
转换器
Dn-1
NB是n位二进制代码的输入数字量。为了将数字 量转换成模拟量，必须将每1位的代码按其权的 大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相 加，即可得与数字量成正比的总模拟量，从而实 现了数字—模拟转换。 此即D/A转换器的基本思 想。
2. 对D/A的基本要求:输出模拟量与 输入数字量值成正比。
7
7/8VREF No Image
精选课件
8
4. n位D/A转换器的一般方框图如下：
n位数字 量输入
数码寄 存器
基准电压
n位模拟 开关
解码网络
模拟量 输出
求和电路
解码网络一般有倒T形电阻网络、T形电阻网 络、权电流网络等；电子开关也有TTL 型和 CMOS型，据此不同的组合可有不同类型的 D/A转换器。
能将模拟信号转换成数字信号的电路称为模数转换器(A/D)； 而将能将数字信号转换成模拟信号的电路称为数模转换器 （D/A);转换精度和速度是衡量它们的重要技术指标。
ADC和DAC已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。
精选课件
3
9·1 D/A转换器（DAC）
9.1.1 D/A转换器的基本原理
1. n位D/A转换器的 示意图如下：
R i0 或者悬空
电路由电子开关、权电阻网络、求和电路、基准电
压、锁存器等组成。 如Rf=R,由图得
V OR R f V 2 R nEn iF 0 1 D i2 i KB N 9
210 D
vORRfVRDE32F3D222D121D020图V题R7.1.i5E30DiF2i
精选课件
图9.1.5电路 AD7533引脚图
精选课件
15
T1~T3组成电平转移电路,使输入信号能与TTL电平 兼容，即使TTL的高电平提高以适应CMOS的需要。
VDD
2. 电子开
关电路之
一
T2 T3
RR
T5
T7
2R
T8
T9
Di
T1
T4
T6
IOUT2 IOUT1
Di=1时，T9导通，权 电流经T9流入运放的 反相端； Di=0时， T8导通，权
② 倒T型电阻网络中R和2R电阻的精度要高。
③ 每个模拟开关的开关电压降要相等。以保证各 支路的电流按2的整数倍递减。 ④ 运放的零点漂移要小。
2. 集成D/A转换器
⒈ AD7533D/A转换器
D0 D1
D2
S0 S1 S2
2R 2R 2R 2R R RR
AD7533D/A转换器是10位CMOS 电流开关形D/A转换器，为电流 输出型。使用时外加运放，反馈 电阻可外加或用片内电阻。
9.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
1. 4位倒T形电阻网络D/A转换器的工作原理
(LSB)
(MSB)
Rf
D0
D1
D2
D3 i∑
-
v0
S0 S1
S2 S3
+ Si由Di控制， Di＝0 时， Si将电阻2R接
2R
I/16 I/8 I/4 I/2
地；Di＝1时， Si
2R 2R 2R 2R
R
RR
+VREF
4.了解D/A转换器、 A/D转换器的主要技术指标 及典型应用。
精选课件
2
D/A转换、A/D转换的应用
传感器 (温度、压力、 流量、应力等）
模拟 传感器
A/D 转换器
计算机进行数字处理 （如计算、滤波）、
数据保存等
用模拟量作为控 制信号
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
vo/V
D0
6
D1 D2
DAC vO
5 4
D3
3
D4
2
D5
1
0 001 010 011 100 101 110 D
3. 4位D/A转换器的原理电路如图9.1.2所示：
数
D0
3
Rf字
量 输
3 2 1 0 锁
存
D1
器 D2
i
vVD2D2D2D2VD2 O 入 RE3F 2D3 1 0 REiF
图9.1.2
输出电压
VO iRf
Rf R
VREF 24
3 i0
Di 2i
将输入数字量扩展到n位可得n位转换的一般关系式：
VO
Rf源自文库R
VREF 2n
n1 i0
Di 2i
KNB
其中K Rf R
VREF 2n
, NB
n1 i0
Di 2i 为n位二进制数。
可见电路中输入的每一个二进制数NB,均能在其输 出端得到与之成正比的模拟电压VO。