第八章数模和模数转换.pptVIP

数字电路与逻辑设计 五邑大学 思 考 题 1 为什么要进行A/D和D/A转换 2 D/A转换的原理和主要参数 3 A/D转换的原理和主要参数 目前一页\总数三十九页\编于六点 8.1 概述 模拟信号是表示模拟量的信号，模拟量是在时间和数值上都是连续的的物理量。 数字信号是表示数字量的信号，数字量是在时间和数值上都是离散的。实现数字信号的产生、传输和处理的电路称为数字电路。 数字信号与模拟信号可以相互转换。（A/D与D/A） 目前二页\总数三十九页\编于六点 一、用途及要求 传感器 放大器 A/D 转换 微型计算机 控制 对象 D/A 转换 温度 时间 ！精度 ！速度 电加热炉 热电偶 执行机构 8.1 概述 目前三页\总数三十九页\编于六点 二、分类 8.2 D/A转换器的基本原理 按解码网络 权电阻网络DAC R–2R倒T形电阻网络DAC 权电流型网络DAC T型电阻网络DAC 按电子开关类型 CMOS开关型DAC（速度低） 电流开关型DAC（速度高） ECL电流开关型DAC （速度最高） 双极型DAC （速度高） DAC0808、DAC0807 CB7520、DAC0832 目前四页\总数三十九页\编于六点 对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现数字/模拟转换。 8.2 D/A转换器的基本原理 目前五页\总数三十九页\编于六点 图是4位权电阻网络D/A转换器的原理图，它是由权电阻网络、4个电子模拟开关和1个求和放大器组成。 8.2 D/A转换器的基本原理 8.2.1 权电阻网络D/A转换器 目前六页\总数三十九页\编于六点 （1）S3~S0:为电子开关，其状态受输入数码d3~d0的取值控制。当di＝1时开关接到参考电压VREF上，有支路电流Ii流向求和放大器；当di＝0时开关接地，支路电流Ii为零。 图8.2.2 8.2 D/A转换器的基本原理 目前七页\总数三十九页\编于六点 （2）求和放大器A：为一个接成负反馈的理想运算放大器。即：AV＝∞，iI＝0，Ro＝0。由于负反馈，存在虚短和虚断，即V－≈V＋＝0， iI＝0。 （3）VREF：基准电压 图8.2.2 8.2 D/A转换器的基本原理 目前八页\总数三十九页\编于六点 2.输出电压的计算： 由于V－ ≈V＋＝0，故各电流为 输出电压为 图8.2.2 8.2 D/A转换器的基本原理 目前九页\总数三十九页\编于六点 取RF＝R / 2，则输出电压为 图11.2.2 8.2 D/A转换器的基本原理 目前十页\总数三十九页\编于六点 上式标明，输出的模拟电压与输入的数字量Dn成正比。 注：1.若VREF取正值，则输出电压为负值。若想输出电压为正值，可以将VREF取负值。 2. 此电路的优点是电路结构简单，所用的电阻元件少。缺点是各个电阻的阻值相差较大，输入数字量的位数越多，差别就越大，故很难保证电阻的精确度。 8.2 D/A转换器的基本原理 目前十一页\总数三十九页\编于六点 解：输出电压值为 图11.2.2 在下图权电阻网络D/A转换器中，若取VREF=10V，试求当输入数字量为d3d2d1d0=1010时输出电压的大小？ 8.2 D/A转换器的基本原理 目前十二页\总数三十九页\编于六点 2 倒T形电阻网络D/A转换器 为了克服权电阻网络D/A转换器电阻阻值相差太大的缺点，改进电路为倒T型电阻网络D/A转换器，如图所示。 8.2 D/A转换器的基本原理 目前十三页\总数三十九页\编于六点 根据“虚短”“虚地”，有V－≈V＋，无论开关打在哪一面，流过每个支路的电流始终不变。故可等效成图所示电路。 R R R R 8.2 D/A转换器的基本原理 目前十四页\总数三十九页\编于六点 则总的电流为 R R R R 图11.2.5 8.2 D/A转换器的基本原理 目前十五页\总数三十九页\编于六点 由于 故输出电压为 8.2 D/A转换器的基本原理 目前十六页\总数三十九页\编于六点 解：输出电压值为 P206：8-5在下图倒T型电阻网络D/A转换器中，若取VREF=5V，R=1k试求当输入数字量为d3d2d1d0=0101时输出电压的大小？并计算各个电流与输入数字量之间的关系。 8.2 D/A转换器的基本原理 目前十七页\总数三十九页\编于六点 引脚图 DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片直流输出型8位数/模转换器。单电源供电，从+5～+l5V均可正常工作。基准电压的范围为±10V，电流建立时间为lμs，低功耗20mW