第3章 数模转换和模数转换课件.pptVIP

3.3 模数转换器 并行比较型A/D转换器真值表 1 输入模拟电压 寄存器状态 数字量输出 （编码器输入） （编码器输出） Q Q Q Q Q Q Q 6 5 4 3 2 1 0 d d d 2 1 0 u I 15 ~ ( ) 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( ~ 1 0 3 3 5 5 7 7 9 9 11 11 13 13 1 U REF U REF U REF U REF U REF U REF U REF U REF 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 例如：uI＝4.2V，UREF＝6V。 3.6V～4.4V 则数字量输出d2d1d0＝101。 ①优点：转换速度很快，故又称高速A/D转换器。含有寄存器的A/D转换器兼有采样保持功能，所以它可以不用附加采样保持电路。 ②缺点：电路复杂，对于一个n位二进制输出的并行比较型A/D转换器，需２n -1个电压比较器和2n -1个触发器，编码电路也随n的增大变得相当复杂。且转换精度还受分压网络和电压比较器灵敏度的限制。 因此，这种转换器适用于高速， 精度较低的场合。 3.3 模数转换器 并行比较型A/D转换器的特点： * * 第3章 数模和模数转换 3.1 概述 3.2 数模转换器 3.3 模数转换器 传感器 (温度、压力、流量等模拟量） A/D 计算机（数字量） 显示器 D/A 执行部件（模拟量控制） 打印机 3.1 概述 能够将模拟量转换为数字量的器件称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC。 能够将数字量转换为模拟量的器件称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。 ADC和DAC是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口. ADC和DAC的应用： D/A转换器实质上是一个译码器（解码器）。一般常用的线性D/A转换器，其输出模拟电压uO和输入数字量Dn之间成正比关系。UREF为参考电压。 一、D/A转换器的基本工作原理 3.2 数模转换器 D/A转换器是将输入的二进制数字量转换成模拟量，以电压或电流的形式输出。 uO＝DnUREF 将输入的每一位二进制代码按其权值大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，则所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。 3.2 数模转换器 即：D/A转换器的输出电压uO，等于代码为1的各位所对应的各分模拟电压之和。 D/A转换器一般由数码缓冲寄存器、模拟电子开关、参考电压、解码网络和求和电路等组成。 3.2 数模转换器 数码缓冲寄存器 n位数控模拟开关 解码网络 n位数字量输入 模拟量输出 求和电路 参考电压 n 位D/A转换器方框图 数字量以串行或并行方式输入，并存储在数码缓冲寄存器中；寄存器输出的每位数码驱动对应数位上的电子开关，将在解码网络中获得的相应数位权值送入求和电路；求和电路将各位权值相加，便得到与数字量对应的模拟量。 1. 权电阻网络D/A转换器 权电阻网络DAC原理图 3.2 数模转换器 二、D/A转换器的主要电路形式 权电阻 双向模拟开关 数字量输入 模拟量输出 权电阻的排列顺序和权值的排列顺序相反。 运算放大器 集成运算放大器，作为求和权电阻网络的缓冲，并将电流转换为电压输出。 3.2 数模转换器 权电阻网络DAC的原理分析 开关Si的位置受数据锁存器输出的数码di控制：当di=1时，Si将对应的权电阻接到参考电压UREF上；当di=0时，Si将对应的权电阻接地。 虚短 3.2 数模转换器 虚断 运算放大器总的输入电流为 运算放大器输出电压为 令 RF=R/2 ，则 即：输出的模拟电压uO正比于输入的数字量Dn，从而实现了从数字量到模拟量的转换。 因而uO的变化范围是 3.2 数模转换器 当Dn=Dn-1…D0=0时，uO=0； 当Dn=Dn-1…D0=11…1时， 。 权电阻网络D/A转换器的特点 ①优点：结构简单，电阻元件数较少； ②缺点：阻值相差较大，制造工艺复杂。 3.2 数模转换器 2. 倒T型电阻网络D/A转换器 数字量输入 模拟量输出 电阻解码网络中，电阻只有R和2R两种