桂电-电子信息工程专业-数字电子技术第8章讲义.ppt

第8章 数/模和模/数转换 ;复习;第8章 数/模和模/数转换 ;　　典型数字控制系统框图;8.1.1 D/A转换基本原理 ;　　图8-1　n位D/A转换器方框图 ;8.1.2 倒T形电阻网络DAC ;2. 工作原理;　 因此流过四个2R电阻的电流分别为I/2、I/4、I/8、I/16。电流是流入地，还是流入运算放大器，由输入的数字量Di通过控制电子开关Si来决定。故流入运算放大器的总电流为：;　　由于从UREF向网络看进去的等效电阻是R，因此从UREF流出的电流为： ;　故 ：;　因此输出电压可表示为 ：;　　由此可见，输出模拟电压uO与输入数字量D成正比，实现了数模转换。 ;　　电路特点： （1）解码网络仅有R和2R两种规格的电阻，这对于集成工艺是相当有利的； ;8.1.3 DAC的主要技术参数;2. 转换速度;3. 转换精度;4. 非线性误差;8.1.4 集成D/A转换器及其应用;图8-1 集成DAC0832; DAC0832由八位输入寄存器、八位DAC寄存器和八 位D/A转换器三大部分组成。 它有两个分别控制的数据 寄存器，可以实现两次缓冲，所以使用时有较大的灵活 性，可根据需要接成不同的工作方式。 DAC0832中采用的是倒T型R-2R电阻网络，无运算放大器，是电流输出，使用时需外接运算放大器。芯片中已经设置了Rfb, 只要将9号管脚接到运算放大器输出端即可。但若运算放大器增益不够，还需外接反馈电阻。DAC0832芯片上各管脚的名称和功能说明如下： ; ： 片选信号， 输入低电平有效。 ILE： 输入锁存允许信号， 输入高电平有效。   ： 输入数据选通信号， 输入低电平有效。   ： 数据传送选通信号， 输入低电平有效。   ： 数据传送控制信号， 输入低电平有效。  D0～D7：八位输入数据信号。  IOUT1：DAC输出电流1。此输出信号一般作为运算放大器的一个差分输入信号（一般接反相端）。 ; VCC： 数字部分的电源输入端。 UCC可在+5V到 +15V范围内选取。  DGND： 数字电路地。  AGND： 模拟电路地。  结合图7.2(a)可以看出转换器进行各项功能时，对控制信号电平的要求如表7.1所示。   DAC0832的使用有三种工作方式：双缓冲器型、单缓冲器型和直通型。如图7.2所示。 ;图 8-2 DAC0832的三种工作方式(a) 双缓冲器型； (b) 单缓冲器型； (c) 直通型;表 8-1; 单缓冲器型如图8-2(b)所示。DAC寄存器处于常通状态，当需要D/A转换时，将 接低电平，使输入数据经输入寄存器直接存入DAC寄存器中并进行转换。工作方式为单缓冲方式，即通过控制一个寄存器的锁存，达到使两个寄存器同时选通及锁存。  直通型如图8-2（c）所示。两个寄存器都处于常通状态，输入数据直接经两寄存器到DAC进行转换，故工作方式为直通型。  实际应用时， 要根据控制系统的要求来选择工作方式;2. D/A转换器AD7520 　　AD7520是10位的D/A转换集成芯片，与微处理器完全兼容。该芯片以接口简单、转换控制容易、通用性好、性能价格比高等特点得到广泛的应用。 ;　　图8-3 AD7520内部逻辑结构图;图8-4 AD7520外引脚图 ;　分辨率：10位 　线性误差：±(1/2)LSB（LSB表示输入数字量最低位），若用输出电压满刻度范围FSR的百分数表示则为0.05%FSR。 　转换速度：500ns 　温度系数：0.001%/℃;　　10位二进制加法计数器从全“0”加到全“1”，电路的模拟输出电压uo由0V增加到最大值。 　　如果计数脉冲不断，则可在电路的输出端得到周期性的锯齿波。 ;作业题;第7章 数/模和模/数转换 ;7.2.1 A/D转换基本原理 ;　　图7-7 采样过程示意图 ;　 （2）由于A/D转换需要一定的时间，在每次采样以后，需要把采样电压保持一段时间。 ;2. 量化和编码 ;划分量化电平的两种方法 （a）量化误差大；（b）量化误差小 ;7.2.2 A/D转换器工作原理;　　图7-9 逐次逼近型ADC电路框图 ;实例;　　图7-10 8位逐次比较型A/D转换器波形图 ;2. 双积分型A/D转换器 ;　　图7-11 双积分型ADC电路 ;　　①　积分器： Qn=0，对被测电压uI进