第九章数模和模数转换.pptVIP

五、D/A转换器应用举例9.2D/A转换器10位二进制加法计数器从全“0”加到全“1”，电路的模拟输出电压uo由0V增加到最大值。如果计数脉冲不断，则可在电路的输出端得到周期性的锯齿波。AD7520组成的锯齿波发生器翻页第31页，共68页，星期日，2025年，2月5日频率的数字控制图(a)所示为三角波-方波发生器电路，其频率由D/A转换器输入的数字量进行控制。电路由D/A转换器、T1、T2构成的镜象电流源，积分器A1和比较器A2等组成。9.2D/A转换器翻页第32页，共68页，星期日，2025年，2月5日9.2D/A转换器返回第33页，共68页，星期日，2025年，2月5日9.3A/D转换器把模拟电压或电流转换成与之成正比的数字量。一般A／D转换需经采样、保持、量化、编码四个步骤。一、A/D转换的基本原理A/D转换器可以看成是一种编码电路。A／D转换器的转换关系可以表示为：D为数字输出信号；Ai为模拟输入信号；AR为参考模拟量。翻页第34页，共68页，星期日，2025年，2月5日9.3A/D转换器二、采样和保持采样就是按一定时间间隔采集模拟信号。由于模拟信号是连续的，而采样的信号是离散的。所以采样得到的样值在一定时间间隔内就不能改变。这就是保持。采样定理为了使所采集的信号样值不失真地反映原来模拟信号的变化规律。则要求采样信号VS的频率?s（采样频率）越大越好。VS必须满足?s≥2?imax翻页第35页，共68页，星期日，2025年，2月5日9.3A/D转换器采样保持原理电路图如图（a）所示。S受采样信号vS控制。vS为高电平时，S闭合；vS为低电平时，S断开。S闭合时为采样阶段，vO=vI。S断开时为保持阶段，此时由于电容无放电回路，所以vO保持在上一次采样结束时输入电压的瞬时值上。图(b)是采样保持电路输入和输出及采样信号波形图。通常取fs＝（2.5～3）fmax。翻页vo第36页，共68页，星期日，2025年，2月5日常用的几种采样保持电路采样保持电路种类很多。一般由采样开关T、存储信息的电容C和缓冲放大器A等几个部分组成。9.3A/D转换器翻页第37页，共68页，星期日，2025年，2月5日9.3A/D转换器三、量化和编码数字量最小单位所对应的最小量值叫做量化单位△。将采样－保持电路的输出电压归化为量化单位△的整数倍的过程叫做量化。用二进制代码来表示各个量化电平的过程，叫做编码一个n位二进制数只能表示2n个量化电平，量化过程中不可避免会产生误差，这种误差称为量化误差。量化级分得越多（n越大），量化误差越小。翻页第38页，共68页，星期日，2025年，2月5日9.3A/D转换器划分量化电平的两种方法（a）量化误差大；（b）量化误差小翻页第39页，共68页，星期日，2025年，2月5日四、A/D转换器工作原理直接A/D转换器：直接A/D转换器是指在其转换过程中，量化和编码是同时实现的A/D转换器。并行比较型A/D转换器逐次比较型A/D转换器间接A/D转换器：间接A/D转换器是指在其转换过程中，量化和编码是分开实现的A/D转换器。双积分型A/D转换器电压转换型A/D转换器9.3A/D转换器翻页第40页，共68页，星期日，2025年，2月5日1、并联比较型ADC由电阻分压器、电压比较器、编码器等组成9.3A/D转换器翻页第41页，共68页，星期日，2025年，2月5日9.3A/D转换器工作原理：电阻分压器将输入参考电压（8V）量化为1V，2V，…，7V共7个比较电平，量化单位为1／8Vref。之后将这7个电平分别接到7个电压比较器C1～C7的反相输入端上。7个比较器的另一个输入端连在一起，做为采样保持模拟电压的输入端。输入电压U；与参考电压的比较结果由比较器输出，编码器把比较器送出的信号进行二进制编码，以输出3位二进制数字信号。翻页第42页，共68页，星期日，2025年，2月5日转换原理是：将输入模拟量同反馈电压做比较，使量化的数字量逐次逼近输入模拟量。9.3A/D转换器2、逐次比较型A/D转换器基准电压UREFn位A/D转换器翻页