AD和DA转换简介.ppt

* 技术指标 分辨率用于表征D/A转换器对输入微小量变化的敏感程度。 分辨率 分辨率越高，转换时对输入量的微小变化的反应越灵敏。 而分辨率与输入数字量的位数有关，n越大，分辨率越高。 ①D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数－－可用输入数字量的位数n表示D/A转换器的分辨率； ②可用D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压之比来表示分辨率。 0 5/7 5 001 010 011 100 101 110 111 v o /V D 000 1. 分辨率 * 基于双因子对角加载的自适应波束形成(DFDL) 2. 转换精度 D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差，即最大静态转换误差。 3. 转换速度 从输入的数字量发生突变开始，到输出电压进入与稳定值相差±0.5LSB范围内所需要的时间，称为建立时间tset。目前单片集成D/A转换器（不包括运算放大器）的建立时间最短达到0.1微秒以内。 4. 温度系数 在输入不变的情况下，输出模拟电压随温度变化产生的变化量。一般用满刻度输出条件下温度每升高1℃，输出电压变化的百分数作为温度系数。 * 谢谢大家！ * Digital Electronics Technology * 问题的提出 当计算机用于数据采集和过程控制的时候，采集对象往往是连续变化的物理量（如温度、电压、电流等），但计算机处理的是离散的数字量，因此需要对连续变化的物理量（模拟量）进行采样、保持，再把模拟量转换为数字量交给计算机处理、保存等。计算机输出的数字量有时需要转换为模拟量去控制某些执行元件（如声卡播放音乐等）。A/D转换器完成模拟量→数定量的转换，D/A转换器完成数字量→模拟量的转换。 传感器 (温度、电压、电流等模拟量） A/D 计算机（数字量） 显示器 D/A 执行部件（模拟量控制） 打印机 能够将模拟量转换为数字量的器件称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC。 能够将数字量转换为模拟量的器件称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。 A/D和D/A是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口. * A/D转换电路 工 作 原 理 电 路 类 型 技 术 指 标 1 2 3 * 工作原理 模拟量输入 数字量输出 A/D转换是将模拟信号转换为数字信号，转换过程由采样、保持、量化和编码四个步骤完成。 Vin 采样 保持 量化 编码 Dout * 工作原理 采样是将时间上连续变化的信号，转换为时间上离散的信号，即将时间上连续变化的模拟量转换为一系列等间隔的脉冲，脉冲的幅度取决于输入模拟量。 采样脉冲 输入模拟信号 采样输出信号 1.采样和保持 采样过程 * 工作原理 模拟信号经采样后，得到一系列样值脉冲。采样脉冲宽度τ一般是很短暂的，在下一个采样脉冲到来之前，应暂时保持所取得的样值脉冲幅度，以便进行转换。因此，在取样电路之后须加保持电路。 ①在采样脉冲S(t)到来的时间τ内，VT导通，UI(t)向电容C充电，假定充电时间常数远小于τ，则有：UO(t)＝US(t)＝UI(t)。－－采样 ②采样结束，VT截止，而电容C上电压保持充电电压UI(t)不变，直到下一个采样脉冲到来为止。－－保持 取样保持电路及输出波形 * 工作原理 输入的模拟电压经过取样保持后，得到的是阶梯波。而该阶梯波仍是一个可以连续取值的模拟量，但n位数字量只能表示2n个数值。因此，用数字量来表示连续变化的模拟量时就有一个类似于四舍五入的近似问题。 2.量化和编码 将采样后的样值电平归化到与之接近的离散电平上，这个过程称为量化,指定的离散电平称为量化电平Uq ,用二进制数码来表示各个量化电平的过程称为编码。两个量化电平之间的差值称为量化单位Δ，位数越多，量化等级越细，Δ就越小。取样保持后未量化的 Uo 值与量化电平 Uq 值通常是不相等的，其差值称为量化误差ε，即 ε=Uo-Uq。 量化的方法一般有两种：只舍不入法和有舍有入法。 * 工作原理 1)只舍不入法 当Uo的尾数＜Δ时，舍尾取整。这种方法ε总为正值，εmax＝ Δ 。 2)有舍有入法 当Uo的尾数＜Δ/2时，舍尾取整；当Uo的尾数≥Δ/2时，舍尾入整。这种方法ε可正可负，但是|ε max|= Δ /2。因此，它的误差要小。 * 电路类型 A/D转换器有直接转换法和间接转换法两大类。 直接法是通过一套基准电压与取样保持电压进行比较，从而直接将模拟量转换成数字量。其特点是工作速度高，转换精度容易保证，调准也比较方便。直接A/D转换器有并行比较型、逐次逼近型、计数型等。 间接法是将取样后的模拟信号先转换成