第11章DA和AD转换概念.ppt

内容提要 本章内容 仿真实例 量化－编码 将取样－保持电路的输出电压，按某种近似方式归化到与之相应的离散电平上，这一转化过程称为数值量化，简称量化。 量化后的数值最后还须通过编码过程用一个代码表示出来，这一过程称为编码。 将取样电压表示为一个最小单位的整数倍，所取的最小数量单位称为量化单位，用 表示。 最大量化误差为△，即1／8V 最大量化误差为1/2△，即1／15V 取 取 对双极性模拟电压的量化和编码 二进制补码的形式编码 二、直接A/D转换器 并联比较型 0≤vi＜VREF/15时，7个比较器输出全为0，CP 到来后，7个触发器都置0。经 编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0＝000。 时，7个比较器中只有C1输出为1，CP到来后，只有触发器FF1置1，其余触发器仍为0。经编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0=001。 时，比较器中C1、C2输出为1，CP到来后，触发器FF1、FF2置1，其余触发器仍为0。经编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0=011。 第十一章 数模和模数转换 数字电子技术基础 新疆师范大学物理与电子工程学院 * 第 十一 章 数模和模数转换 新疆师范大学物理与电子工程学院　 本章主要介绍数－模转换（D/A)和模－数转换（A/D)的基本原理和常见的典型电路。 在数－模转换电路中，主要介绍权电阻网络型数－模转换器、倒梯形电阻网络型数－模转换器，以及权电流型数－模转换器、开关树型数－模转换器、权电容型网络型数－模转换器。 在模－数转换电路中，介绍模－数转换器一般框图原理和步骤，以及采样－保持电路和模－数转换器的主要类型。 11.1 概述 11.3 A/D转换器 11.2 D/A转换器 一个计算机控制系统的框图如图11.1.1所示。 § 11.1 概述 图11.1.2为一个温度控制系统： 传感器 放大器 A/D 转换 微型计算机 控制 对象 D/A 转换 电加热炉 热电偶 执行机构 图11.1.2 温度 时间 模－数转换（A/D转换）：将模拟信号转换为数字信号。实现A/D转换的电路称为A/D转换器，简写为ADC(Analog-Digital Converter) 数－模转换（D/A转换）：将数字信号转换为模拟信号。实现D/A转换的电路称为D/A转换器，简写为DAC(Digital-Analog Converter) 例如：对于0 ~ 5V的直流电压，计算机用8位数字量来描述时： 最小值B = 0对应0V， 最大值B = 255 对应 5V， 中间值B = 127 对应2. 5V等 D/A的任务是接收到一个数字量后，给出一个相应的电压。比如收到B ，应给出幅度为1.25V 的电压。 § 11.2 D/A转换器 D/A转换器：将数字信号转换为模拟信号的电路。 电阻网络 模拟电子开关 求和放大器 参考电压 一、权电阻网络D/A转换器 集成运放通过RF接入负反馈，有虚短，V-≈V+=0 取RF=R/2 n位权电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为R/2时，输出电压的计算公式： 输出电压的变化范围: 优点：结构简单，所用的电阻元件数很少。 缺点：各电阻的阻值相差较大，不能保证有很高的精度。 二、倒T形电阻网络D/A转换器 电阻网络 模拟电子开关 求和放大器 由于V-≈V+=0，所以开关S合到哪一边，都相当于接到了“地”电位，流过每条电路的电流始终不变。可等效为： 取RF=R n位输入的倒T形电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为R时，输出电压的计算公式： 优点： （1）只有R和2R两种阻值的电阻，可达到较高的精度； （2）各支路电流恒定不变，在开关状态变化时，不需电流建立时间，所以电路转换速度高，使用广泛。 CB7520电路原理图 三、权电流型D/A转换器 恒流源 恒流源模型： 只要电路工作时保证VB和VEE稳定不变，则三极管的集电极电流即可保持恒定，不受开关内阻的影响。 减少电阻阻值的种类，在实用的权电流型D/A转换器中，经常利用倒T形电阻网络的分流作用产生一组所需的恒流源。 按比例加大发射结的面积 DAC0808电路结构框图 已知VREF=10V 四、具有双极性输出的D/A转换器 接一偏置电流 符号位求反 五、D/A转换器的主要参数 （1）分辨率：D/A转换器理论上可达到的精度。 1.D/A转换器的