微机原理课件 第六章 模拟量输入输出.ppt

第六章 模拟量输入输出 第三节 模/数（A/D）转换器 一、A/D转换器的工作原理 （二）逐次逼近型的A/D转换器 优点 抗干扰能力差，必要时需加滤波。 缺点 转换速度快，时间固定。 适用范围 现场干扰较不严重，采样速率要求较高。 第六章 模拟量输入输出 第三节 模/数（A/D）转换器 一、A/D转换器的工作原理 二、A/D转换器的主要技术指标 1. 分辨率：描述A/D转换器对输入微小变化的响应能力。 最常用输入二进制数的有效位数表示，例如8、10位等； 用输出二进制数的最低位所对应的电平值表示，例如8位对应1/256； 0.0015 1/65536 16 0.024 1/4096 12 0.098 1/1024 10 0.39 1/256 8 6.25 1/16 4 分辨率（%） 分辨率（分数） 位数 第六章 模拟量输入输出 第三节 模/数（A/D）转换器 二、A/D转换器的主要技术指标 1. 分辨率 2. 转换时间：完成一次A/D转换所需的时间。 转换速率：转换时间的倒数。 例如AD570，转换时间为25μs，转换速率为40kHz。 3. 量程：转换的模拟输入电压范围。 单极性 量程为 0~+5V， 0~+10V， 0~+20V。 双极性 量程为 -5~+5V， -10~+10V。 第六章 模拟量输入输出 第三节 模/数（A/D）转换器 二、A/D转换器的主要技术指标 1. 分辨率 2. 转换时间 3. 量程 4. 精度 (1) 绝对误差（绝对精度） ：一个数字量所对应实际输入电压与理想输入电压差的最大值。 用数字量的最小有效位的分数值表示，如±1LSB，±1/2LSB。 (2) 相对误差（相对精度） ：一个数字量所对应实际输入电压与理想输入电压差与电压满量程的百分比。 例如：10V，10位的A/D转换器，若其绝对误差为±1/2LSB。 LSB=10V/210=9.77mV 绝对精度： ±1/2LSB= ±4.88mV 相对精度： 4.88mV/10V=0.048% 第六章 模拟量输入输出 第三节 模/数（A/D）转换器 一、A/D转换器的工作原理 （一）双积分型的A/D转换器 优点 电路简单、抗干扰能力强、精度高 缺点 转换速度慢 适用范围 模拟信号变化缓慢，采样速率要求较低；同时精度要求较高，或现场干扰较严重。 （二）逐次逼近型的A/D转换器 优点 抗干扰能力差，必要时需加滤波。 缺点 转换速度快，时间固定。 适用范围 现场干扰较不严重，采样速率要求较高。 * * 第六章 模拟量输入输出 第一节 模拟量输入与输出通道的组成 一、模拟量输入通道的组成 二、模拟量输出通道的组成 温度速度电压电流压力 第六章 模拟量输入输出 第一节 模拟量输入与输出通道的组成 第二节 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换器的工作原理 将数字量转换为模拟量的装置称为数/模转换器( 简称D/AC （Digital to Analog Converter）)。 将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，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。 第二节 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换器的工作原理 理想的D/A转换器的转换特性，应是输出模拟量与输入数字量成正比。即：输出模拟电压 uo=Ku×D或输出模拟电流io=Ki×D。其中Ku或Ki为电压或电流转换比例系数，D为输入二进制数所代表的十进制数。如果输入为n位二进制数dn-1dn-2…d1d0，则输出模拟电压为： 第二节 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换器的工作原理 不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端（虚地）还是接到地，也就是不论输入数字信号是1还是0，各支路的电流不变的。 第二节 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换器的工作原理 第二节 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换器的工作原理 A. 设所有开关接地， B. 设所有开关闭合， 第二节 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换器的工作原理 不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端（虚地）还是接到地，也就是不论输入数字信号是1还是0，各支路的电流不变。 分别从虚线A、B、C、D处向右看的二端网络等效电阻都是R。 第二节 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换器的工作原理 第二节 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换器的工作原理 A. 设所有开关接地， B. 设所有开关闭合， 第二节 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换器的工作原理 D/A转换器输出形式有电压、电流两大类型。 第二节 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换器的工