第11章 模数和数模转换
数模转换与模数转换
数模转换与模数转换数模转换（Digital-to-Analog Conversion，简称DAC）和模数转换（Analog-to-Digital Conversion，简称ADC）是数字信号处理中常用的两种信号转换方法。
数模转换将数字信号转换为模拟信号，而模数转换则将模拟信号转换为数字信号。
本文将就数模转换和模数转换的原理、应用以及未来发展进行探讨。
一、数模转换（DAC）数模转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。
在数字系统中，所有信号都以离散的形式存在，如二进制码。
为了能够将数字信号用于模拟系统中，需要将其转换为模拟信号，从而使得数字系统与模拟系统能够进行有效的接口连接。
数模转换的原理是根据数字信号的离散性质，在模拟信号上建立相似的离散形式。
常用的数模转换方法有脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，简称PAM），脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）和脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，简称PPM）等。
这些方法根据传输信号的不同特点，在转换过程中产生连续的模拟信号。
数模转换在很多领域有广泛应用。
例如，在音频领域，将数字音频信号转换为模拟音频信号，使得数字音频可以通过扬声器播放出来。
另外，在电信领域，将数字信号转换为模拟信号后，可以用于传输、调制解调、功率放大等过程。
二、模数转换（ADC）模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。
模拟信号具有连续的特点，而数字系统只能处理离散的信号。
因此，当需要将模拟信号用于数字系统时，就需要将其转换为数字形式。
模数转换的原理是通过采样和量化来实现。
采样是将模拟信号在时间上进行离散化，而量化是将采样信号在幅度上进行离散化。
通过这两个过程，可以将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
模数转换在很多领域都有应用。
例如，在音频领域，将模拟音频信号转换为数字音频信号，使得音频信号可以被数字设备处理和存储。
数模和模数转换器PPT课件
知识点精讲
【知识点1】DAC的分析与计算
【例1】有一个5位T型电阻DAC，已知 =10V， f =3R，输入的数字信号 4 3 2 1 0 =11010，
试求输出电压0 和最大输出电压 。
【分析】T型电阻DAC只用R和2R两种电阻，电路有两个特点:
≈ 0.001 × 50 = 0.05
知识点精讲
【例5】（2014年对口招生考试题）一个8位D/A转换器的最小电压增量为0.01V，当输入代码
为10011010时，输出电压是
A.1.28V
B.1.54V
（
C.1.45V
）
D.1.56V
【分析】最小输出电压增量是指对应于输入最小数字量的输出模拟电压值，也就是指数字量每增加一个
0 = −
=−
4
(2 4 + 23 3 + 21 1 + 20 0 )
5
2
10
(16
32
+ 8 + 0 + 2 + 0)
= −8.125
显然，当5 、4 、3 、2 、1 、0 全为1时输出电压0 最大，为
= −
10
(16 + 8 + 4 + 2 + 1)
转换器或DAC。
1.DAC的类型
（1）T型电阻DAC
电路如图10-1所示:
特点:只用R和2R两种电阻，精度容易保证，各模拟开关的电流大小相同，但在开关状态切换时
容易出现尖峰脉冲。
知识清单
（2）倒T型电阻DAC
电路如图10-2所示:
特点:各模拟开关的电流与开关状态无关，可进一步提高转换速度。
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
什么是数模转换和模数转换
什么是数模转换和模数转换1. 引言在现代科技和通信领域中，数模转换（Digital-to-Analog Conversion）和模数转换（Analog-to-Digital Conversion）是非常重要的概念。
它们在各种应用中起着至关重要的作用，如音频处理、图像处理、数据转换等。
本文将介绍数模转换和模数转换的定义、原理和应用。
2. 数模转换数模转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。
数字信号是以离散的二进制形式表示的信号，而模拟信号是连续变化的信号。
通过数模转换，我们可以将数字信号转换为模拟信号，以便于在模拟领域进行进一步的处理和分析。
数模转换的原理是通过采样和保持、量化和编码三个步骤实现的。
首先，采样和保持将连续的模拟信号转换为离散的采样信号。
然后，量化将采样信号的幅度离散化为一系列的取值。
最后，编码将离散化后的采样信号转换为二进制代码，以便进行数字信号处理。
数模转换广泛应用于音频和视频领域。
例如，在音频播放器中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟信号，使得我们可以聆听到高质量的音乐。
同时，在数字电视中，数模转换器将数字视频信号转换为模拟视频信号，使得我们可以观看高清晰度的电视节目。
3. 模数转换模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是以离散的二进制形式表示的信号。
通过模数转换，我们可以将模拟信号转换为数字信号，以便于在数字领域进行处理和存储。
模数转换的原理是通过采样和量化两个步骤实现的。
首先，采样将连续的模拟信号转换为离散的采样信号。
然后，量化将采样信号的幅度离散化为一系列的取值。
最终，将离散化后的采样信号转换为二进制代码，以表示数字信号。
模数转换在通信领域和数据存储领域得到广泛应用。
例如，在手机通信中，模数转换器将人的声音转换为数字信号，以便于在网络中传输。
同样地，在数字存储设备中，模数转换器将模拟数据（如声音、图像等）转换为数字数据，以便于存储和处理。
数-模与模-数转换
4）转换时间。完成一次A/D所需的时间称为转换时间。各类A/D转换 器的转换时间有很大差别，取决于A/D转换的类型和转换位数。速度 最快的达到ns级，慢的约几百ms。
直接A/D型快，间接A/D型慢。并联比较型A/D最快，约几十ns；逐次 渐近式A/D其次，约几十μs；双积分型A/D最慢，约几十ms～几百ms 。
模拟电子开关的导通压降、导通电阻和电阻网络中电阻的误差等因素 有关。
2021/8/13
5
3）温度系数。在输入不变的情况下，输出模拟电压随温度 变化而变化的量，称压变化的值。
4）建立时间。完成一次D/A转换所需时间。一般小于1μs 。
功能。当采样脉冲us到来后，采样管VT导通，输入的模拟 信号uA经过VT管向电容C充电。在采样脉冲结束后，采样 管VT截止，若电容和场效应管的漏电都很小，运算放大器
的输入阻抗又很高，那么两次采样之间的时间内，电容没
有泄漏电荷，其电压基本保持不变。
2021/8/13
10
3）量化与编码。所谓量化就是将采样/保持后得到的样本值在幅值上以一定的 级数离散化，用最小量化单位的倍数来表示采样保持阶梯波离散电平的过程。
例如，对于一个8位D/A转换器，其分辨率为：1/(281)=1/255≈0.00392=0.392%
2）转换精度。转换精度是指输出模拟电压实际值与理论值之差，即最 大静态误差。
转换精度与D/A转换器的分辨率、非线性转换误差、比例系数误差和温
度系数等参数有关。这些参数与基准电压UREF的稳定、运放的零漂、
电子技术基础与技能
数/模与模/数转换
2021/8/13
1. 数模转换和模数转换基本概念 数字电路和计算机只能处理数字信号，不能处理模拟信号。若
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
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。
模数(A／D)和数模(D／A)【ADC0809】
291
292
微型机原理及应用
1.3 DAC0832 数/模转换器
D/A 转换器是指将数字量转换成模拟量的电路。数字量输入的位数有 8 位、12 位和 16 位等，输出的模拟量有电流和电压两种。
1.3.1 数/模转换器原理
VR 1R 2R 4R 8R d1 d2 d3 d4 S1 S2 S3 S4 I1 I2 I3 I4 Io ∑ A Vo RF
1.1 模数转换和数模转换概述
1.1.1 一个典型的计算机自动控制系统
一个包含 A/D 和 D/A 转换器的计算机闭环自动控制系统如图 11.1 所示。
传感器 μ V，mV 控制 传感器
放大滤波 几伏 放大滤波
多路 开关 MUX
采样 保持 S/H
模 拟
A/D
数 字
I/ O
转换
接口 计算机
对象
执行 部件
第 11 章 模数（A/D）和数模（D/A）转换 ④ 8 位锁存器和三态门
291
当输入允许信号 OE 有效时， 打开三态门， 将锁存器中的数字量经数据总线送到 CPU。 由于 ADC0809 具有三态输出，因而数据线可直接挂在 CPU 数据总线上。 图 1.2.2b 给出了 ADC0809 转换器的引脚图，各引脚功能如下： IN0~IN7：8 路模拟输入通道。 D0~D7： 8 位数字量输出端。 START：启动转换命令输入端，由 1→0 时启动 A/D 转换，要求信号宽度>100ns。 OE： 输出使能端，高电平有效。 ADDA、ADDB、ADDC：地址输入线，用于选通 8 路模拟输入中的一路进入 A/D 转 换。其中 ADDA 是 LSB 位，这三个引脚上所加电平的编码为 000~111，分别对应 IN0~IN7， 例如，当 ADDC=0，ADDB=1，ADDA=1 时，选中 IN3 通道。 ALE： 地址锁存允许信号。用于将 ADDA~ADDC 三条地址线送入地址锁存器中。 EOC： CLK： 转换结束信号输出。转换完成时，EOC 的正跳变可用于向 CPU 申请中断， 时钟脉冲输入端，要求时钟频率不高于 640KHZ。 其高电平也可供 CPU 查询。 REF（+） 、REF（-） ：基准电压，一般与微机接口时，REF（-）接 0V 或-5V，REF（+） 接+5V 或 0V。
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
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
REPORTING
2023-2026
ONE
KEEP VIEW
《数模和模数转换》 PPT课件
REPORTING
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ADC0809内部结构图
ADC0809工作过程
选择当前转换的通道 在START和ALE引脚上加一个正脉冲，启 动AD转换 转换开始后，EOC变低，转换结束，EOC 变高 转换结束后，可通过执行IN指令读取转 换后的数字量
用ADC0809设计多 通道数据采集系统
设计多通道数据采集系统的注意事项
控制采样率 转换结束的检测 设计通道选择方案 多通道AD转换时，必须等一个通道转换结 束后，才能启动另一个通道的转换，不可同 时启动AD转换
具体实例
具体实例
需求：在PC/XT机上采用ADC0809设计一块8通 道数据采集卡，要求以200Hz的速率对每个通 道均采集1024个数据，也就是每隔5ms对各通 道轮流采集一个数据，然后将它们存到数据段 中以BUFF开始的数据缓冲区中。 方案设计：
信号名称
数据输入线 互补电流输出端 模拟地 数字地 输入锁存使能 片内反馈电阻 工作电压 参考电压 片选 写输入命令 传输控制信号
ILE WR2 XFER DI4 DI5 DI6 DI7 IOUT2 IOUT1
DAC0832工作方式
（1）直通方式。
当CS、WR1、WR2、XFER都接数字地，ILE接高电平 时，使得输入寄存器和DAC寄存器均处于直通状态，8位数 字一旦到达DI7-DI0输入端，就立即加到8位D/A转换器， 被转换成模拟量。
11.2 DA转换器
1．权电阻式D/A转换器 2．T型电阻网络式D/A转换器
基准电压 电流 模 拟 转 换 基 ∑Ii 准电压 运算放大器 模拟 电压
数字量 输入
数字接口
数字开关 控制
图11-2 D/A转换器的基本部件 转换器的基本部件
1．权电阻式D/A转换器 R
f
Vref I0 I1 I2 D0 D1 D2 2n-1R 2n-2R + 2n-3R _ A V0
Start: Again:
mov al,0ffh inc al out 80h,al call delay jmp again
;初值 ; ;进行DA转换 ;延时
三角波的生成
Begin: mov al,1ah;下限值 Up: out 80h,al;DA转换 inc al cmp al,81h;同上限值比较 jnz up dec al Down:out 80h,al dec al
Cmp al,19h Jnz down Jmp begin
2. DAC0832
主要参数 引脚图 工作方式
DAC0832主要参数
DAC0832采用了二次缓冲输入数据方式（输入寄存器及DAC寄存 器）。可以在输出的同时采集下一个数字量，以提高转换速度。能够用 于需要同时输出多个参数的模拟量系统。 分辨率：8位 转换时间：1us 满量程误差：± 1LSB 参考电压：± 10V 单电源：+5V~+15V
DAC0832逻辑结构框图 逻辑结构框图
8位 输入 寄存器 LE1 8位 DAC 寄存器 LE2 8位 D/A 转换器 VREF IOUT2 IOUT1
DI7～DI0
ILE CS WR1 WR2 XFER
Rfb AGND 模拟地 VCC DGND 数字地
图11-10 DAC0832逻辑结构框图 逻辑结构框图
双极性二进制编码(n=4)
输入模拟量 +7/8FSR(满量程 满量程) 满量程 +6/8 FSR +5/8 FSR +4/8 FSR +3/8 FSR +2/8 FSR +1/8 FSR 0 -1/8 FSR -2/8 FSR -3/8 FSR -4/8 FSR -5/8 FSR -6/8 FSR -7/8 FSR -8/8 FSR 输出数码 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 对应电压FSR=± 5V ± 对应电压 +4.375 +3.750 +3.125 +2.500 +1.875 +1.250 +0.625 0.000 -0.625 -1.250 -1.875 -2.500 -3.125 -3.750 -4.375 -5.000
2.量化
对0～5V（或0～10V ）电压进行2n等分 （n＝8、10、12、16），形成2n个区间 采样后的模拟电压落在哪个区间，就以 该区间的下限值表示该电压值
量化的实例
3.编码
自然二进制编码：0电压用数字量全0表 示；满量程（FSR）电压用数字量全1表 示（实际上全1并不等于满量程电压）。 双极性二进制编码：负满量程电压用全0 表示，正满量程电压用全1表示（实际上 全1也不等于正满量程电压） 。
自然二进制编码(n=4)
输入模拟量 0 1/16 FSR(满量程 满量程) 满量程 2/16 FSR 3/16 FSR 4/16 FSR 5/16 FSR 6/16 FSR 7/16 FSR 8/16 FSR 9/16 FSR 10/16 FSR 11/16 FSR 12/16 FSR 13/16 FSR 14/16 FSR 15/16 FSR 输出数码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 对应电压 FSR(满量程 满量程)=+5V 满量程 0.0000 0.3125 0.6250 0.9375 1.2500 1.5625 1.8750 2.1875 2.5000 2.8125 3.1250 3.4375 3.7500 4.0625 4.3750 4.6875 FSR(满量程 满量程)=+10V 满量程 0.000 0.625 1.250 1.875 2.500 3.125 3.750 4.375 5.000 5.625 6.250 6.875 7.500 8.125 8.750 9.375
In-1
Dn-1
2R
权电阻D/A转换原理 图11-3 权电阻 转换原理
2．T型电阻网络式D/A转换器
Rf B0 A0 I0 2R 0 D0 I 1 2R R 1 B1 A1 D1 I 2 2R R 2 B2 A2 D2 I 3 2R R 3 B3 A3 D3 2R Vref _ A + V0
型电阻网络式D/A转换器 图11-4 T型电阻网络式 型电阻网络式 转换器
地址译码 信号2
直通方式 高电平
单缓冲方 地址译 IOW信 高电平 式 码信号 号
双缓冲方式 地址译码 高电平 信号1 (单DAC系统) 双缓冲方式 (多路DAC系 高电平 统)
每个DAC 的CS各接 一个地址 译码信号
CPU的IOW信号 CPU的IOW信号
所有的 XFER信 号连在 一起
双缓冲方式（单DAC）
11.1.1 计算机控制系统
控 传感器
放大滤波
制 传感器 对
放大滤波
多 路 开 关 M U X
采 样 保 持 器 S/ H
A/ D 转 换 器
I/O 接 口
计
算
D/ A 转 换 器 I/O 接 口
象
执 行 部 件
多 路 开 关 M U X
机
传感器：是把非电量的模拟量（如温度、压力、流量 等）转换成电压或电流信号 量程放大器：把微弱的传感器信号（通常为毫伏或微 伏级）放大到A/D转换器所需的量程范围。 低通滤波器：用来降低噪声，滤去不必要的干扰，以 增加信噪比。 多路开关：可以使多个模拟信号共用一个A/D转换器。 采样-保持电路：（Sample/hold circuit）把转换的信 号采样后还保持一段时间，以便给A/D转换器转换。
（2）单缓冲方式。
此方式是使两个寄存器中任一个处于直通状态，另一 个工作于受控锁存器状态
（3）双缓冲方式。
双缓冲方式的一大用途是数据接收和启动转换可以异 步进行，即在对某数据转换的同时，能进行下一数据的接 收，以提高转换速率
DAC0832工作方式
工作方式 ILE CS 接地 WR1 接地 WR2 接地 接地 XFER 接地 接地
12位D/A转换器DAC1210
DI11～DI4
8位 输入 寄存器 LE 4位 输入 寄存器 LE
12位 DAC 寄存器
12位 D/A 转换器
F IOUT1 IOUT2
DI3～DI0 B1/B2 CS WR1 WR2 XFER
Rfb VCC LE AGND DGND
图11-14 DAC1210逻辑结构框图
11.1.2 采样、量化和编码
1. 采样 采样就是按相等的时间间隔t从电压信号 上截取一个个离散的电压瞬时值。 采样定理：为了能从采样后的信号能够 无失真的恢复原信号，必须满足两个条 件：①被采样的模拟信号必须是频带受 限的，即它有频率上限值fm；② 采样频 率fs≥ 2fm。在实际应用中常取fs=(3~4)fm
第十一章 模数和数模转换
计算机控制系统 DA转换原理 典型DA转换器件 AD转换原理 典型AD转换器件
第十一章 模数和数模转换 11.1 概述
问题的提出： 问题的提出：
模拟量:自然界连续变化的物理量。所谓连续， 模拟量 自然界连续变化的物理量。所谓连续，包括两方面的含 自然界连续变化的物理量 义： 一方面从时间上来说，它是随时间连续变化的； 一方面从时间上来说，它是随时间连续变化的； 另一方面从数值上来说，它的数值也是连续变化的。 另一方面从数值上来说，它的数值也是连续变化的。这种 连续变化的物理量通常称为模拟量。 连续变化的物理量通常称为模拟量。 数字量： 数字量：计算机内部处理的是不连续变化的量 当计算机用于数据采集和过程控制的时候， 当计算机用于数据采集和过程控制的时候，采集对象往 往是连续变化的物理量（如温度、压力、声波等）， ），但计算机 往是连续变化的物理量（如温度、压力、声波等），但计算机 处理的是离散的数字量，因此需要对连接变化的物理量（ 处理的是离散的数字量，因此需要对连接变化的物理量（模拟 进行A/D转换为不连续的数字量交给计算机处理、保存等。 转换为不连续的数字量交给计算机处理、 量）进行 转换为不连续的数字量交给计算机处理 保存等。 计算机输出的数字量有时需要通过D/A转换为模拟量去控制某 计算机输出的数字量有时需要通过 转换为模拟量去控制某 些执行元件（如声卡播放音乐等）。 ）。A/D转换器完成模拟量→ 转换器完成模拟量→ 些执行元件（如声卡播放音乐等）。 转换器完成模拟量 数定量的转换，D/A转换器完成数字量→模拟量的转换。 数定量的转换， 转换器完成数字量→模拟量的转换。 转换器完成数字量