数字电路与系统.pptVIP

§11.2A/D转换器对双极性模拟电压的量化和编码第29页，共38页，星期日，2025年，2月5日§11.2A/D转换器直接A/D转换器并联比较型A/D转换器电路构成：电压比较器寄存器比较器输出状态由D触发器保持代码转换器经优先编码器，得到数字量输出量化单位Δ第30页，共38页，星期日，2025年，2月5日§11.2A/D转换器反馈比较型ADC一般地说，ADC中还集成DAC电路；按照一定规律改变DAC的输入数字量，将采样得到的模拟电压值与DAC的输出比较；当两者相等时，就完成了对采样模拟电压量的量化；量化的值就是这时的DAC的输入的数字量。第31页，共38页，星期日，2025年，2月5日§11.2A/D转换器逐次渐进型A/D变换器的原理使寄存器的值为100..00，寄存器的值作为DAC的输入；比较模拟量与DAC的输出：如果前者小于后者，将寄存器最低的一个是“1”的码元复位成“0”；否则，保留这个1。将次低于当前的位置置1，如rr…rr100…00，重复步骤2，直到比较到最低一位。最终寄存器中的值就是“取--保”的模拟电平值的编码反馈比较型ADC：第32页，共38页，星期日，2025年，2月5日逐次渐进型A/D变换器原理图：p532@第五版图11.3.8，p484@第四版图9.3.9“上述比较过程正如用天平去称量一个未知重量的物体时所进行的操作一样，而所使用的砝码一个比一个重量少一半。”C+-vL转换控制信号来自采样保持电路vINvout(DAC)DAC逐次逼近寄存器控制逻辑脉冲源CPMSBLSB并行数字输出优点：电路简单；缺点：转换速度慢，最长转换时间可达2n-1倍时钟信号周期由比较器、D/A转换器、寄存器、时钟脉冲源、控制逻辑组成第33页，共38页，星期日，2025年，2月5日数字电路与系统*第1页，共38页，星期日，2025年，2月5日第十一章@第五版习题第五版11.3;11.5;11.8;11.911.14;11.16第四版9.1;9.2;9.5;9.69.10;9.13第2页，共38页，星期日，2025年，2月5日概述功能：不言自明（DAC和ADC）芯片成本：明显高于数字电路芯片，同样精度的芯片ADC要高于DAC。性能转换精度和转换速度第3页，共38页，星期日，2025年，2月5日概述应用：例如：计算机控制第4页，共38页，星期日，2025年，2月5日§11.1D/A转换器D/A转换器基本原理几种D/A转换器D/A转换器的精度与速度第5页，共38页，星期日，2025年，2月5日§11.1D/A转换器D/A转换器基本原理将模拟量A与数字量D相对应，需要一个模拟参考量R，使得：A=D×R；如果max(A)=R，则0≤D≤1数字量D是一个二进制数：D/A转换器DA第6页，共38页，星期日，2025年，2月5日§11.1D/A转换器DnA二进制整数乘以一个基本单位，称为量化单位,A为量化单位的整数倍量化单位就是输入数字Dn的一个最低有效位LSB所对应的模拟量电路中常用一个参考电压VREF作模拟参考量D/A转换器DnAVREF第7页，共38页，星期日，2025年，2月5日§11.1D/A转换器D/A变换器的分类权电阻网络倒T形（梯子形状）电阻网络权电流权电容开关树型“权”——砝码；Weight；加权第8页，共38页，星期日，2025年，2月5日§11.1D/A转换器运算放大器的若干特点开环放大倍数非常大（105-107）输出Vo受电源电压限制，绝对值一般在15V以下，故：两输入端的差值非常小:输入阻抗ri非常大（几百k?以上）输入端的电流非常小：输出阻抗ro非常小(几十?几百?)输出端驱动能力较大，可以带一定的负载，类似于电压信号源(虚短路,虚地)（虚断路）+-VoI-I+V+V-第9页，共38页，星期日，2025年，2月5日§11.1D/A转换器运算放大器——加法器如：反相输入电压并联负反馈（线性电路）独立作用原理OP-+RFVREFR2R1VOUT虚地i∑第10页，共38页，星期日，2025年，2月5日§11.1.1权电阻网络DAC权电阻网络DAC反相输入端并联权电阻，电阻的阻值等比于2的幂次数字量输入：“1”加入一份(1/2j)电流到i∑输出的模拟电压正比于输入的数字量OP-+RF(