模数与数模转换电路课件.pptVIP

《数字电子技术》精品课程———第九章模数与数模转换电路對於有權碼，先將每位代碼按其權的大小轉換成相應的模擬量，然後將這些模擬量相加，即可得到與數字量成正比的總模擬量，從而實現了數字/模擬轉換。一．D/A轉換器的基本原理10.1D/A轉換器二．倒T形電阻網路D/A轉換器位）圖中S0～S3為模擬開關，由輸入數碼Di控制，當Di=1時，Si接運算放大器反相輸入端（虛地），電流Ii流入求和電路；當Di=0時，Si將電阻2R接地。所以，無論Si處於何種位置，與Si相連的2R電阻均接“地”（地或虛地）。可算出，基準電流I=VREF/R，輸出電壓：則流過各開關支路（從右到左）的電流分別為I/2、I/4、I/8、I/16。於是得總電流：將輸入數字量擴展到n位，則有：可簡寫為：vO=－KNB其中：K=二．倒T形電阻網路D/A轉換器三．權電流型D/A轉換器為進一步提高D/A轉換器的轉換精度，可採用權電流型D/A轉換器。採用具有電流負回饋的BJT恒流源電路的權電流D/A轉換器：由倒T形電阻網路分析可知，IE3=I/2，IE2=I/4，IE1=I/8，IE0=I/16，於是可得輸出電壓為可推得n位倒T形權電流D/A轉換器的輸出電壓：基準電流：三．權電流型D/A轉換器四．D/A轉換器應用舉例DAC0808是8位權電流型D/A轉換器，其中D0～D7是數字量輸入端。用這類器件構成的D/A轉換器時，需要外接運算放大器和產生基準電流用的電阻R1。當VREF=10V、R1=5kΩ、Rf=5kΩ時，輸出電壓為：DAC0808D/A轉換器輸出與輸入的關係（設VREF=10V）1.轉換精度五．D/A轉換器的主要技術指標（2）轉換誤差——此外，也可用D/A轉換器的最小輸出電壓與最大輸出電壓之比來表示解析度，N位D/A轉換器的解析度可表示為1/（2n-1）。2.轉換速度3.溫度係數——在輸入不變的情況下，輸出模擬電壓隨溫度變化產生的變化量。一般用滿刻度輸出條件下溫度每升高1℃，輸出電壓變化的百分數作為溫度係數。（2）轉換速率（SR）——在大信號工作狀態下模擬電壓的變化率。（1）解析度——D/A轉換器模擬輸出電壓可能被分離的等級數。輸入數字量位數越多，解析度越高。所以，在實際應用中，常用字量的位數表示D/A轉換器的解析度。（1）建立時間（tset）——當輸入的數字量發生變化時，輸出電壓變化到相應穩定電壓值所需時間。最短可達0.1μS。10.2A/D轉換器一．A/D轉換的一般步驟和取樣定理由於輸入的模擬信號在時間上是連續量，所以一般的A/D轉換過程為：取樣、保持、量化和編碼。取樣定理：因為每次把取樣電壓轉換為相應的數字量都需要一定的時間，所以在每次取樣以後，必須把取樣電壓保持一段時間。可見，進行A/D轉換時所用的輸入電壓，實際上是每次取樣結束時的vI值。式中fS為取樣頻率，fimax為輸入信號vI的最高頻率分量的頻率。一．A/D轉換的一般步驟和取樣定理二．取樣—保持電路電路組成及工作原理（取Ri=Rf）:當控制信號vL為高電平時，T導通，vI經電阻Ri和T向電容Ch充電。則充電結束後vO=－vI=vC。N溝道MOS管T作為開關用。當控制信號返回低電平後，T截止。Ch無放電回路，所以vO的數值可被保存下來。三．並行比較型A/D轉換器（3位）並行比較型A/D轉換器真值表1．轉換原理：四．逐次比較型A/D轉換器2．邏輯電路五．雙積分型A/D轉換器它由積分器、過零比較器（C）、時鐘脈衝控制門（G）和定時器、計數器（FF0～FFn）等幾部分組成。（2）第一次積分階段工作原理：（1）準備階段計數器清零，積分電容放電，vO=0V。t=0時，開關S1與A端接通，輸入電壓vI加到積分器的輸入端。積分器從0開始積分：t=T1=2nTC經過2n個時鐘脈衝後，觸發器FF0～FFn－1都翻轉到0態，而Qn=1，開關S1由A點轉到B點，第一次積分結束。第一次積分時間為：（3）第二次積分階段第一次積分結束時，積分器的輸出電壓VP為：當t=t1時，S1轉接到B點