数电课件 第9章.pptVIP

9.1 概述 9.2 D/A转换器 9.3 A/D转换器;9.1　概　述; 在目前常见的D/A转换器中，有权电阻网络D/A转换器，倒梯形电阻网络D/A转换器等。 A/D转换器的类型也有多种，可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大类。 在直接A/D转换器中，输入的模拟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，输入的模拟信号先被转换成某种中间变量（如时间、 频率等），然后再将中间变量转换为最后的数字量。 ;9.2 D/A转换器;图9.2.1　D/A转换器的一般结构 ;9.2.2　D/A转换器的主要电路形式 　　1．权电阻网络D/A转换器 　　n位权电阻网络D/A转换器如图9.2.2所示。它由数据锁存器、模拟电子开关（Si）、权电阻解码网络、运算放大器（A）及基准电压UR组成。 ; 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将电阻网络中相应的电阻Ri和基准电压UR接通；当Di=0时??Si将电阻Ri接地。  权电阻网络由n个电阻（20R~2n-1R）组成，电阻值的选择应使流过各电阻支路的电流Ii和对应Di位的权值成正比。例如，数码最高位Dn-1， 其权值为2n-1，驱动开关Sn-1，连接的电阻Rn-1=2n-1-(n-1)=20R； 最低位D0，驱动开关S0，连接的权电阻为R0=2n-1-(0)R=2n-1R。因此，对于任意位Di，其权值为2i，驱动开关Si，连接的权电阻值为Ri=2n-1-iR，即位权（i）越大,对应的权电阻值就越小。 ;　　2．倒T型电阻网络D/A转换器 　　图9.2.3为倒T型电阻网络D/A转换器。该电路中，电阻只有R和2R两种，构成T型网络。开关Sn-1～S0是在运算放大器求和点（虚地）和地之间转换，因此，无论开关在任何位置，电阻2R总是和地相接，因而流过2R电阻上的电流不随开关位置的变化而变化，是恒流，开关速度较高。 ;图9.2.3　倒T型电阻网络D/A转换器 ; 从图9.2.3中可以看出，由UR向里看的等效电阻为R，数码无论是 0 还是 1，开关Si都相当于接地。因此，由UR流出的总电流为I=UR/R，而流入2R支路的电流是依2的倍速递减， 流入运算放大器的电流为 ;运算放大器的输出电压为 ;9.2.3　D/A转换器的主要技术指标; 2. 转换精度 转换精度是实际输出值与理论计算值之差，这种差值，由转换过程各种误差引起, 主要指静态误差，它包括：  (1) 非线性误差。它是电子开关导通的电压降和电阻网络电阻值偏差产生的，常用满刻度的百分数来表示。  (2) 比例系数误差。它是参考电压UR的偏离而引起的误差，因UR是比例系数， 故称之为比例系数误差。当ΔUR一定时，比例系数误差如图 9.2.4 中的虚线所示。 ;图9.2.4　比率系数误差 ; (3）漂移误差。它是由运算放大器的零点漂移产生的误差。当输入数字量为零时，由于运算放大器的零点漂移，输出模拟电压并不为0。这使输出电压特性与理想电压特性之间产生一个相对位移，如图9.2.5中的虚线所示。 ;图9.2.5　漂移误差 ; 3. 建立时间 从数字信号输入DAC起，到输出电流（或电压）达到稳态值所需的时间为建立时间。 建立时间的大小决定了转换速度。目前10~12 位单片集成D/A转换器（不包括运算放大器）的建立时间可以在 1 微秒以内。 ;10.2.4 八位集成DAC0832 ; 集成DAC0832由一个8位输入寄存器、一个8位DAC寄存器和一个8位D/A转换器三大部分组成。D/A转换器采用了倒T型R-2R电阻网络。由于DAC0832有两个可以分别控制的数据寄存器，所以在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中无运算放大器，且是电流输出，使用时必须外接运算放大器。芯片中已设置了Rfb，只要将9脚接到运算放大器的输出端即可。若运算放大器增益不够，则还需外加反馈电阻。 ; 器件上各引脚的名称和功能如下：   ILE： 输入锁存允许信号， 输入高电平有效。  CS： 片选信号， 输入低电平有效。  WR1： 输入数据选通信号， 输入低电平有效。  WR2： 数据传送选通信号， 输入低电平有效。  XFER： 数据传送选通信号， 输入低电平有效。  D7~D0： 八位输入数据信号。  UREF： 参考电压输入。 一般此端外接一个精确、 稳定的电压基准源。UREF可在-10V至+10 V范围内选择。