第9章 数模及模数转换电路.pptVIP

1. 电路 9.2.2 T型电阻网络D/A转换器 2. 转换原理 Q n+1 1 1 1 0 0 1 0 0 功能 R S Q n 1 0 不用 保持 置1 置0 不许 CP ? 1 2 3 4 5 Q1 Q2Q3 Q4 Q5 QA QB QC uI/V uO/V u?O/V uC d2 d1 d0 0 0 0 0 1 0 0 0 5.9 0 – 0.5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 4 3.5 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 6 5.5 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 7 6.5 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 6 5.5 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 6 5.5 0 1 1 0 转换思路： 模拟输入 uI ? t ? t 控制计数 CP 个数 ?输出二进制数 9.3.5 双积分型 A/D 转换器 CO＝ 1 00 … 0 00 … 1 01 … 0 01 … 1 10 … 0 10 … 1 11 … 1 1 00 … 0 00 … 1 0 01 … 101 每进行完一次 2n 进制计数，定时器置 1， S1 合向基准电压 电容 C 放电 S2 C S1 uI 逻辑 控制门 C 定时器 n 位二进制 计数器 dn–1 d0 uｏ ＴCP CP 基准电压 0 1. 电路组成 2. 工作原理 uI 积分器输入 ＵI uｏ(t) 积分器输出 固定时间 t1 t2 ? ? N1ＴCP N2ＴCP t1 = N1TCP = 2nTCP t2 = N2TCP = DTCP = UI / ? 单位 电压 ＵREF 9.3.6 ADC的主要技术指标 1. 转换精度 分辨率 1）用二进制或十进制位数表示(设计参数) 2）LSB变化一个数码时，对应输入模拟量的变化量 (测量参数) 如最大输出电压为 5 V 的 8 位 A/D的分辨率为： 转换误差： 表示实际输出与理想输出数字量的差别 以相对误差的形式（LSB的倍数）给出。 如：相对误差不大于（1/2）LSB 2. 转换速度 并联比较型 逐次比较型 双积分型 9.3.7 几种A/D转换器的性能比较 1. A/D类型： 直接 A/D 反馈比较型：逐次比较型，计数型。 间接 A/D 电压-时间变换型（V -T）：双积分型 电压-频率变换型（V- F） 并联比较型 2. 性能比较： 优点 缺点 并联比较型 转换速度高 转换精度差 逐次比较型 分辨率高、误差低 转换速度较快 双积分型 性能稳定 转换精度高 抗干扰能力强 转换速度低 * 第9章 数/模与模/数转换 9.1 概述 9.1.1 数/模和模/数器是模拟、数字系统间的桥梁 数字计算机 模拟系统 A/D D/A 二进制 二进制 线性 线性 存储 分析 控制 物理 生物 化学 9.1.2 常见数模、模数转换器应用系统举例 压力传感器 温度传感器 流量传感器 四 路 模 拟 开 关 数 字 控 制 计 算 机 DAC … … 模拟控制器 模拟控制器 液位传感器 DAC … DAC … 模拟控制器 模拟控制器 生 产 控 制 对 象 DAC ADC 物理量 二进制 信号 模拟信号 A / D、D / A 转换器的精度和速度 精度保证转换的准确性 速度保证适时控制 9.2 D / A转换器（DAC） 9.2.1 D / A转换的基本原理 1. D / A转换思路 … d0 d1 dn-1 DAC uO或iO n 位 二进制 如 (1101)2 可利用运算放大器实现运算 2. 转换特性 D uO/V 7 6 5 4 3 2 1 001 010 011 100 101 110 111 由数个相同的电路环节构成，每个电路环节有两个电阻和一个模拟开关。 参考电压 存放四位 二进制数 最低位 (LSB) 最高位 (MSB) 模拟 开关 UO + – 2R A +UR S2 S0 S1 S3 2R 2R 2R 2R d0 d1 d2 d3 0 R R R 1 1 0 + + - A RF 2R 0 0 1