最新第9章--数模和模数转换分析PPT课件
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Ii2 I 8 I V R R (2 1 1 2 1 3) 2 4 V R R (3 2 2 1 ) 2 4 V R R (1B 0
V oIiR F2 R 4F V R R(10B 1K 0 (1 ) 0B10)
将倒T型电阻网络扩大到N位
Ii VRR(2DN0 2DN1-1...D2N1-1)
Vo
路电流直接接地。
S3
S2
S1
S0
2R 2R 2R 2R
I/2 I/4 I/8 I/16 I/16 2R
+VR I
I/2 R
I/4 R
I/8 R
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
设输入的二进制数为1010，如图：
Ii2 I 8 I V R R (2 1 1 2 1 3) 2 4 V R R (3 2 2 1 ) 2 4 V R R (1B 0
VRI 21V0OR(D020
D121
放大电路
... D929)
AV
VO VI
(D020
210 D121... D929)
9.2 A/D 转换器
A/D转换器的作用是将输入的模拟量转换成相 应的数字量
9.1 D/A转换器
9.1 D/A转换器 9.2 A/D转换器 9.3 小结
9.1.1权电阻型D/A转换器
I
R3
R2
R1
R0
S3 I3 S2 I2 S1 I1 S0 I0
1 01 01 01 0
IF RF
-
A+
+
+
Vo
R，
–
+VR
D3
根据叠加原理:
I=I3+I2+I1+I0
,若现在开关都 接“1”,则：
D2
D1
D0
若各权电阻按
以下规律取值：
I0
I 0VR R
VR R, 0
I, 1 I 121 VVRRRR1
R0 20R R1 21R
I2
I 222
VVRR RR2
,,
II33 2VR3R3VRR
R2 22R R3 23R
9.1.1权电阻型D/A转换器
I
R3
R2பைடு நூலகம்
R1
R0
S3 I3 S2 I2 S1 I1 S0 I0
当Di=0时，T2通
T1
截止，输出高电平
T4通，输出低电平 T7通，输出高电平
A
T8通，将倒T型电
阻
网络的电流引向Io2
9.1.4 集成D A转换器
集成D/A转换器AD7520的管脚及内 部电路如图所示，它是10位倒T型电阻网 络D/A转换器。
在下式中N =10，RF =R =10K
Ii2 N V R R (D 02 0 D 12 1 .. D .N 12 N -) 1
V oIiR F2 R 4F V R R(10B 1K 0 (1 ) 0B1 IF 0R)F
D3
D2 D1 D0
Ii I01
I02
-
A+
+
Vo
S3
S2
S1
S0
2R 2R 2R 2R
I/2 I/4 I/8 I/16 I/16 2R
+VR I
I/2 R
I/4 R
I/8 R
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
为了克服权电阻电路难以保证精度问题，常采用倒T型
电阻网络D/A转换器。
求和运算 电路 IF RF
D3
电子模拟 开关
D2 D1 D0
Ii I01
I02
-
A+
+
Vo
S3
S2
S1
S0
2R 2R 2R 2R
I3
I2
I1
I0
+VR
I
R
RR
2R
倒T型电 阻网络
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
2N VRR(D020 D121 ...DN12N-1)
V oIiR F2 R N F V R RN BK N B
其中：
K
-
RFVR 2N R
NB是二进制数
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
D/A转换器转换器中的模拟电子开关S0～S4的实际电路如图所
示 图当中DNi=沟1时道，管TT11通、 T输4、出T低6、电T平8、T5T通9的， 栅输极出为高高电电平平，时T9 导通通将，倒PT沟型道电管阻T网2、 T络3、的T电5、流T引7的向栅Io1极。 为低电平时导通。
1 01 01 01 0
IF RF
-
A+
+
+
Vo
R，
–
+VR
D3
D2
D1
IV0 oVRRRRFRV,FRI(IF21 322R1 2VFRRI 21 20 )
I2
2RR2FVRVRR
(, 11I131)B23
VR KR
N
B
D0
IVR(23222120) R
9.1.1权电阻型D/A转换器
IIFF RRFF
V oIiR F2 R N F V R RN BK N B V 21 R0 (D 020D 121.. .D 929)
9.1.4 集成D A转换器
输入的数字量与输出的模拟量之间的关系如表9.1.1所示。
9.1.4 集成D A转换器
若把倒T型电阻网络作为运放的反馈电阻，如图所示
反相比例
由虚地的概念得：
第9章--数模和模数转换分 析
第九章 数模和模数转换
模数与数模转换器是计算机与外部设备的
重要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要部
件。 传感器
模
数
拟 ADC 字
数字计算机
模拟控制
信
信
号 DAC 号
数字控制
将模拟量转换为数字量的装置称为模数转换 器(简称A/D转换器或ADC)；
将数字量转换为模拟量的装置称为数模转换 器(简称D/A转换器或DAC)
I＝III3+I1
RR33 11SS33
00II33RR11SS22 22
00 II22RR＝11SS11011
II11 00
RR00 11SS00
II00＝0 00
RR，，++--AA ++
++
VVoo
––
++VVRR
DD33
DD22
DD11
DD00
1
0
10
V O R F (I3 I0) R R F V R (2 3 1 1) R R F V R (1B 0
由于运放的反相输入端虚地，所以，无论模拟电子开关合向 哪一边，T型电阻网络与地之间的等效电路都如下图所示。
电路等效电阻为R,所以端口电流I =VR/R,其IF余各R支F 路
电流分D别3 是I/2D、2 I/4、D1I/8、DI/016。
I
该支当路模的拟电开流关引控入制运端放Di；为当高控电制平端时为相低应电的I平0电2 时子I0，1开对关+-A应Si将支+
IF RF
D3
D2 D1 D0
Ii I01
I02
-
A+
+
Vo
S3
S2
S1
S0
2R 2R 2R 2R
I/2 I/4 I/8 I/16 I/16 2R
+VR I
I/2 R
I/4 R
I/8 R
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
Ii2 I 8 I V R R (2 1 1 2 1 3) 2 4 V R R (3 2 2 1 ) 2 4 V R R (1B 0
V oIiR F2 R 4F V R R(10B 1K 0 (1 ) 0B10)
将倒T型电阻网络扩大到N位
Ii VRR(2DN0 2DN1-1...D2N1-1)
Vo
路电流直接接地。
S3
S2
S1
S0
2R 2R 2R 2R
I/2 I/4 I/8 I/16 I/16 2R
+VR I
I/2 R
I/4 R
I/8 R
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
设输入的二进制数为1010，如图：
Ii2 I 8 I V R R (2 1 1 2 1 3) 2 4 V R R (3 2 2 1 ) 2 4 V R R (1B 0
VRI 21V0OR(D020
D121
放大电路
... D929)
AV
VO VI
(D020
210 D121... D929)
9.2 A/D 转换器
A/D转换器的作用是将输入的模拟量转换成相 应的数字量
9.1 D/A转换器
9.1 D/A转换器 9.2 A/D转换器 9.3 小结
9.1.1权电阻型D/A转换器
I
R3
R2
R1
R0
S3 I3 S2 I2 S1 I1 S0 I0
1 01 01 01 0
IF RF
-
A+
+
+
Vo
R，
–
+VR
D3
根据叠加原理:
I=I3+I2+I1+I0
,若现在开关都 接“1”,则：
D2
D1
D0
若各权电阻按
以下规律取值：
I0
I 0VR R
VR R, 0
I, 1 I 121 VVRRRR1
R0 20R R1 21R
I2
I 222
VVRR RR2
,,
II33 2VR3R3VRR
R2 22R R3 23R
9.1.1权电阻型D/A转换器
I
R3
R2பைடு நூலகம்
R1
R0
S3 I3 S2 I2 S1 I1 S0 I0
当Di=0时，T2通
T1
截止，输出高电平
T4通，输出低电平 T7通，输出高电平
A
T8通，将倒T型电
阻
网络的电流引向Io2
9.1.4 集成D A转换器
集成D/A转换器AD7520的管脚及内 部电路如图所示，它是10位倒T型电阻网 络D/A转换器。
在下式中N =10，RF =R =10K
Ii2 N V R R (D 02 0 D 12 1 .. D .N 12 N -) 1
V oIiR F2 R 4F V R R(10B 1K 0 (1 ) 0B1 IF 0R)F
D3
D2 D1 D0
Ii I01
I02
-
A+
+
Vo
S3
S2
S1
S0
2R 2R 2R 2R
I/2 I/4 I/8 I/16 I/16 2R
+VR I
I/2 R
I/4 R
I/8 R
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
为了克服权电阻电路难以保证精度问题，常采用倒T型
电阻网络D/A转换器。
求和运算 电路 IF RF
D3
电子模拟 开关
D2 D1 D0
Ii I01
I02
-
A+
+
Vo
S3
S2
S1
S0
2R 2R 2R 2R
I3
I2
I1
I0
+VR
I
R
RR
2R
倒T型电 阻网络
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
2N VRR(D020 D121 ...DN12N-1)
V oIiR F2 R N F V R RN BK N B
其中：
K
-
RFVR 2N R
NB是二进制数
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
D/A转换器转换器中的模拟电子开关S0～S4的实际电路如图所
示 图当中DNi=沟1时道，管TT11通、 T输4、出T低6、电T平8、T5T通9的， 栅输极出为高高电电平平，时T9 导通通将，倒PT沟型道电管阻T网2、 T络3、的T电5、流T引7的向栅Io1极。 为低电平时导通。
1 01 01 01 0
IF RF
-
A+
+
+
Vo
R，
–
+VR
D3
D2
D1
IV0 oVRRRRFRV,FRI(IF21 322R1 2VFRRI 21 20 )
I2
2RR2FVRVRR
(, 11I131)B23
VR KR
N
B
D0
IVR(23222120) R
9.1.1权电阻型D/A转换器
IIFF RRFF
V oIiR F2 R N F V R RN BK N B V 21 R0 (D 020D 121.. .D 929)
9.1.4 集成D A转换器
输入的数字量与输出的模拟量之间的关系如表9.1.1所示。
9.1.4 集成D A转换器
若把倒T型电阻网络作为运放的反馈电阻，如图所示
反相比例
由虚地的概念得：
第9章--数模和模数转换分 析
第九章 数模和模数转换
模数与数模转换器是计算机与外部设备的
重要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要部
件。 传感器
模
数
拟 ADC 字
数字计算机
模拟控制
信
信
号 DAC 号
数字控制
将模拟量转换为数字量的装置称为模数转换 器(简称A/D转换器或ADC)；
将数字量转换为模拟量的装置称为数模转换 器(简称D/A转换器或DAC)
I＝III3+I1
RR33 11SS33
00II33RR11SS22 22
00 II22RR＝11SS11011
II11 00
RR00 11SS00
II00＝0 00
RR，，++--AA ++
++
VVoo
––
++VVRR
DD33
DD22
DD11
DD00
1
0
10
V O R F (I3 I0) R R F V R (2 3 1 1) R R F V R (1B 0
由于运放的反相输入端虚地，所以，无论模拟电子开关合向 哪一边，T型电阻网络与地之间的等效电路都如下图所示。
电路等效电阻为R,所以端口电流I =VR/R,其IF余各R支F 路
电流分D别3 是I/2D、2 I/4、D1I/8、DI/016。
I
该支当路模的拟电开流关引控入制运端放Di；为当高控电制平端时为相低应电的I平0电2 时子I0，1开对关+-A应Si将支+
IF RF
D3
D2 D1 D0
Ii I01
I02
-
A+
+
Vo
S3
S2
S1
S0
2R 2R 2R 2R
I/2 I/4 I/8 I/16 I/16 2R
+VR I
I/2 R
I/4 R
I/8 R
9.1.2 倒T型电阻网络D A转换器
Ii2 I 8 I V R R (2 1 1 2 1 3) 2 4 V R R (3 2 2 1 ) 2 4 V R R (1B 0