数模和模数变换器概述.pptVIP

CS WR AGND D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 UCC UR/2 DGND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 19 18 17 16 15 14 13 12 11 20 RD CLKR CLKin INTR U in(+) U in(-) ADC 0804 管脚分布图 ~ ~ 转换时间约 100 微秒 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ CS WR INTR RD 数据读出 ADC0804 工作时序图 控 制 端 CS WR RD INTR 对输入模拟信号进行A/D变换 在WR 上升沿后约 100微秒 变换完成。 RD =0 时三态门接通外部总线 , RD =1 时三态门处于高阻态。 读出输出数字信号 中断请求 功能 说 明 0 0 当A/D变换结束时，INTR 自动 变低以便通知其它设备(如计算机) 取结果，在 RD 前沿后INTR自动变高。 A/D变换类型的比较: 1.并联型: 快 转换速度与位数无关, 但所用元器件多,功耗大 2. 逐次比较型: 中速 位数越多速度越慢 3. 双积分型: 慢 但精度高,抗干扰能力强 同一电路做正反两次积分,消除了电路的线性误差, 并且输入信号中的瞬时干扰和高频噪声因积分而被 抑制 4. 压频转换型: 这种方式的取样电压值是取样时间内的平均值, 这样就可以消除掉输入信号所带周期为 T/n ( n = 1,2,3..)对称干扰。所以抗干扰能力比较强。 有关A/D变换的一些基本概念 1. 香农定理 (采样定理 ) 又称为奈奎斯特准则 fs-- 采样频率(sample) fmax--模拟信号的频谱中最高次谐波的频率- 2. 保持 (Hold) 由于将一个采样值转换成数字量输出需要时间,所以要将采到的值保持一定的时间,以便能完成转换 一般保持到下一个采样脉冲到来。 3.量化级、量化值、最大量化误差、量化单位 LSB－Least Significant Bit MSB-- Most Significant Bit 量化级--将模拟量幅值变化范围按代码的个数分成等份，每一等份为一量化级 量化值－ 每级选定一个值，依次与代码对应，这个值就叫量化值 111 110 101 100 011 010 001 000 111 110 101 100 011 010 001 000 0V 8V 7.5 6.5 5.5 4.5 3.5 2.5 1.5 0.5 7 6 5 4 3 2 1 0 四舍五入 舍去小 数法 量化级 量化值 1LSB=1v 量化单位 量化误差 量化值 量化误差 1v 0.5v 1LSB LSB A/D变换的分辨率: 能对转换结果发生 影响的最小输入量, 也就是: 1LSB所对应的模拟量 D/A变换的分辨率 指最小输出电压和最大 输出电压之比。 两者也都可用变换器的位数来表示 5 第八章 结束 数字电子技术 * * 第八章 数/模与模/数变换器 §８.1 概述 §８.2 D/A 变换器 §８.3 A/D 变换器 数/模与模/数变换器是计算机与外部设备的重要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要部件。 数/模变换器：能将数字量转换为模拟量的装置，简称D/A变换器 。 下面，对这两种器件的工作原理及 其简单应用做一些介绍。 §８.1 概述 模/数变换器：能将模拟量转换为数字量的装置，简称A/D变换器。 §８.2 D/A 变换器 D/A变换器的基本思想：由于构成数字代码的每一位都有一定的“权”，因此为了将数字量转换成模拟量，就必须将每一位代码按其“权”转换成相应的模拟量，然后再将代表各位的模拟量相加即可得到与该数字量成正比的模拟量。 D/A变换器的电路形式很多，下面只介绍三种。 ８.2.1 权电阻D/A变换器 变换器组成：“电子模拟开关”、“权电阻求和网络”、“运算放大器”和“基准电源”等部分。 + + - A uo S2 S3 S1 S0 R R/2 R/4 R/8 R3 R2 R1 R0 RF =5k? D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 UREF R=80 k? 电子模拟开关( S0 ~S3 )： 是受二进制数D0 ~ D3 控制并由电子器件构成的开关。 当 DK ＝1 时，则开关SK 接到位置1上，将基准电源UREF经电阻Rk引起的电流接到运算放大器的虚地点； 当Dk＝0 时，开关Sk 接到位置0 ，将相应电流直接接地而不进运放。 + + - A uo S2 S3 S1 S0 R R/2 R/4 R/8 R3 R2 R1 R0 RF =5k? D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 UREF R=80 k? 模拟电子开关的 简化原理电路 当 D = 1 时，T2 管饱和导通，T1 管截止，则 S