数电ch7模拟与数字混合系统及应用.ppt

本章重点 7.1 555定时器及其应用 7. 1. 2 555定时器的应用 7.2.1 D / A 转换器 ( DAC ) 倒T形电阻网络单片集成D / A转换器CB7520（AD7520） 三、 D/A转换器的输出方式 四 、 D/A转换器的转换精度和转换速度 6. 2.2 A / D 转换器 ( ADC ) 取样-保持器输入输出波形图： 二、 直接A/D转换器 间接A/D转换器 计算机数据采集原理简介A/D转换器内部组成 计算机数据采集原理简介(续)A/D转换器与计算机的连接 1 1 1 1 1 1 1 1 模拟量 MSB 数字量 LSB … … 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 … … 表1 倒T形电阻网络D/A转换器单极性电压输出电路如下图所示： RF i? 倒T形电阻网络D/A转换器 … D0 D1 DN-1 VREF VO VO=- i?RF 单极性反向输出电路 在二进制运算中，通常都把带符号的数值表示为补码的形式，这就要求D/A转换器能将以补码形式输入的正、负数分别转换为正、负极性的模拟电压，即要求D/A转换器工作于双极性方式。 二、双极性输出方式 以输入为3位二进制补码的情况为例，说明转换原理。 +3v +2v +1v 0v -1v -2v -3v -4v 要求的输出电压 d2 d1 d0 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3 -4 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 对应的十进制数 补码输入 +3v +2v +1v 0v -1v -2v -3v -4v 偏移-4v后的输出 d2 d1 d0 +7v +6v +5v +4v +3v +2v +1v 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 无偏移时的输出 原码输入 具有双极性输出电压的D/A转换器 构成双极性D/A转换器的一般方法： 在求和放大器的输入端接入一个偏移电流，使输入最高位为1而其他各位输入为0时的输出vo=0；同时将输入的符号位反相后接到一般的D/A转换器的输入，就得到了双极性输出的D/A转换器。 一、 D/A转换器的转换精度 工程上习惯用输入数字量的有效位数n来表示分辨率。 D/A转换器能够分辨出来的最小输出电压(此时输入的数字代码只有最低有效位为 1，其余各位都是 0 ) 与最大输出电压(此时输入的数字代码所有各位全是 1 )之比，即 1.分辨率—理论转换精度 转换精度通常用分辨率和转换误差来描述。 分辨率= 当Vm一定时，输入数字代码的位数n越多，分辨率值越小，分辨能力越高。 2.转换误差—决定实际转换精度 D/A转换器的转换精度和转换速度 转换误差通常用输出电压满刻度FSR ( Full Scale Range ) 的百分数表示 。 例如 ，给出转换误差为 LSB ， 2 1 这就表示输出模拟 电压的绝对误差等于输入数字代码为 00…01 时输出电压的一半 。 造成转换误差的原因主要有 ： 参考电压 VREF的波动 ； 运算放大器的零点漂移 ； 模拟开关的导通内阻和导通电压 ； 电阻网络中的电阻值偏差 ；…... D/A转换器的转换精度和转换速度 二、 D/A转换器的转换速度 为了便于定量地描述D/A转换器的转换 速度 ， 定义了建立时间 tS 和转换速率 SR两 个参数