第8章数模和模数转换器 数字电子技术4版课件.PPT

uI 3. 第二次积分（比较阶段） 如在 T2 时间内，计数器计的脉冲个数为N，由于 T2 =NTC，则 因此，计数器计了N 个 CP 脉冲后所处的状态表示了输入 uI 的数字量，从而实现了模拟量到数字量的转换。计数器的位数就是 A / D 转换器输出数字量的位数。 2n VREF N = uI 四、双积分型 A / D 转换器 (二)工作原理 需两次积分，故慢，但成本低、转换精度高、抗干扰能力强，常用于低速场合。 五、常用 ADC 的比较和主要参数 (一)常用 ADC 的比较 　　常用 ADC 主要有并联比较型、双积分型和逐次 逼近型。其中，并联比较型 ADC 转换速度最快，但 价格贵；双积分型 ADC 精度高、抗干扰能力强，但 速度慢；逐次逼近型速度较快、精度较高、价格适中， 因而被广泛采用。 　　指 ADC 实际输出数字量与理想输出数字量之间的最大差值。通常用最低有效位 LSB 的倍数来表示。 (二) 主要参数 2. 相对精度(又称转换误差) 　　指 ADC 输出数字量的最低位变化一个数码时，对应输入模拟量的变化量。 1. 分辨率 例如 最大输出电压为 5V 的 8 位 ADC 的分辨率为： 5V / 28 = 19.6 mV ADC 的位数越多，能分辨的最小模拟电压值就越小。 例如 转换误差不大于 1/2 LSB，即说明 实际输出数字量与理想输出数字量 之间的最大误差不超过 1/2 LSB。 3. 转换时间 转换速度比较：并联比较型 逐次逼近型 双积分型 数十 ns 数十 ?s 数十 ms 　　指 ADC 完成一次转换所需要的时间，即从转换开始到输出端出现稳定的数字信号所需要的时间。 转换时间越小，转换速度越高。 六、集成A/D转换器 (一) 集成A/D转换器 MC14433 简介 (二) 用MC14433构成 位数字电压表 D/A 转换是将输入的数字量转换为与之成正比 的模拟电量。常用的 DAC 主要有权电阻网络 DAC、R - 2R 倒T 形电阻网络 DAC 和权电流 网络 DAC。其中，后两者转换速度快，性能 好，因而被广泛采用，权电流网络 DAC 转 换精度高，性能最佳。 本 章 小 结 A/D 转换是将输入的模拟电压转换为与之成正比的数字量。常用 ADC 主要有并联比较型、双积分型和逐次逼近型。其中，并联比较型 ADC 属于直接转换型，其转换速度最快，但价格贵；双积分型 ADC 属于间接转换型，其速度慢，但精度高、抗干扰能力强；逐次逼近型也属于直接转换型，其速度较快、精度较高、价格适中，因而被广泛采用。 A/D 转换要经过采样 - 保持和量化与编码两步实现。采样 - 保持电路对输入模拟信号抽取样值，并展宽(保持)；量化是对样值脉冲进行分级，编码是将分级后的信号转换成二进制代码。在对模拟信号采样时，必须满足采样定理：采样脉冲的频率 fS 必须大于输入模拟信号最高频率分量的 2 倍。这样才能不失真地恢复出原模拟信号。 DAC 和 ADC 的分辨率和转换精度都与转换器的位数有关，位数越多，分辨率和精度越高。基准电压 VREF 是重要的应用参数，要理解基准电压的作用，尤其是在 A/D 转换中，它的值对量化误差、分辨率都有影响。一般应按器件手册给出的范围确定VREF 值，并且保证输入的模拟电压最大值不大于 VREF 值。 2. 8 位 CMOS 集成 D/A 转换器 AD7524 简介 　数　据　锁　存　器　 20 k? 20 k? 20 k? 20 k? 20 kΩ … … 10 k? 10 k? 10 k? 10 k? … VDD VREF 15 12 13 CS WR 4 5 6 11 D7(MSB) D6 D5 D0(LSB) S0 S1 S2 S7 OUT1 1 2 3 16 iΣ RFB OUT2 GND 基准电压输入端 VREF 可正可负 片选控制端 电源电压范围 + 5 V ~ + 15 V 8 位数据输入端，其电平与 TTL 电平兼容。MSB 表示最高位，LSB 表示最低位。 接地端 内部反馈电阻 RF 的引出端 　　两个输出端，一般将 OUT2 接地，OUT1 接运放反向端。 写信号控制端 CMOS电子模拟开关 开关管 两级反相器 电平偏移电路 当 i 位数据 Di =1时，V1 截止，V3 导通，输出低电平0，经V4、V5 组成的反相器后输出高电平1，使 V9 导通；同时，V6、V7组成的反相器输出