数字电路：数模及模数转换器精讲.ppt

练习题 练习题 （4）线性度：当模拟量变化时，A/D转换器输出的数字量 按比例变化的程度 （5）量程： 指能够转换的电压的范围：0～5V，0～10V （3）精度：有绝对精度和相对精度 绝对精度—— 指定应于一个给定的数字量的实际模拟 量输入与理论模拟量输入之差。 相对精度—— 指在整个转换范围内任一数字量所对应 的模拟量实际值与理论值之差 通常也用最小有效位的分数表示。 A/D转换器的主要参数 * 集成A/D转换器的选择 1.待转换模拟信号vi的性质： 格式：单端或差动； 变化范围 包括最大值和最小值； 单极性和双极性、正负对称还是不对称等； 变化速率：信号频谱的最高有效频率分量； * 集成A/D转换器的选择 2.系统对分辨率、线性度、相对精度以及转换时间的要求 3.芯片对参考电压VREF的要求和系统满足这一要求的可能性； 4.系统对ADC输出数字量的要求，包括码制及格式、输出电平 和输出方式（三态、缓冲或锁存等）； 5.ADC芯片需要的控制信号及时序关系； 6.ADC环境条件； 7.功耗、体积、成本； 8.其他：干扰情况、信号源内阻等。 * 本章小结 1. A/D转换器和D/A转换器是数字系统和各种工程 技术相联系的桥梁，在二者之间起着“翻译”的 作用。 2. 实现D/A转换和A/D转换，都需要一个模拟参考 量R ，使得 A DR D≈ * 3. 常用的D/A转换器主要有权电阻型和R-2R网络型两种电路。由于R-2R网络型的电阻种类少，易于集成和提高精度，因此多为集成D/A转换器所采用。 4. 常用的A/D转换器主要有并行比较型、逐次比较型和双积分型三种。三种电路在精度、转换速率及其他参数等方面各具特色，因而应用都比较广泛。 本章小结 * 5. 作为产品的实例，本章介绍了几种中、大规模集成电路：0832、0809、7106/7107它们是应用广泛的传统电路。 6. 由于D/A转换器和A/D转换器在电子系统、特别是数字系统中的应用越来越广泛，加之技术与工艺的进步，其新产品也不断涌现。因此，要根据实际需要来选择各项指标以及价格、厂商等，切不可片面地追求某一项指标。 本章小结 * D/A转换器应用举例 DAC0808是8位权电流型D/A转换器，其中D0～D7是数字量输入端。 用这类器件构成的D/A转换器时，需要外接运算放大器和产生基准电流 用的电阻R1。 当VREF 10V、 R1 5kΩ、 Rf 5kΩ时， 输出电压为： * 概论 D/A转换器 A/D转换器 D/A和A/D转换器 * 一、A/D转换的过程 要把模拟量转化为数字量一般要经过四个步骤，分别称为采样、保持、量化、编码。 A/D转换器 * 1.采样保持 t 0 vI t A/D转换器 t 0 vS TS CH S vI t vI’ t t 0 vI’ t 连续时间信号 离散时间信号 * 2.量化和编码 量化：将采样—保持后的信号幅值转化成某个最小数量单位（量化间隔）的整数倍。 A/D转换器 （1）确定量化间隔： 例：如有一模拟信号，幅值范围为0~1V，要转化为3位二进制代码，则其量化间隔为1LSB 1/8V 。 得到8个量化电平分别为0V、1/8V…7/8V。 * 经量化后的信号幅值均为的整数倍，在量化过程中会产生误差，称为量化误差。最大量化误差? 1/8V。 A/D转换器 方式一：只舍不入量化方式（截断量化方式） 如果0V≤vI 1/8V 则量化为0? 0V； 1/8V≤vI 2/8V 则量化为1? 1/8V； …… 7/8V≤vI≤1V 则量化为7? 7/8V。 （2）将连续的模拟电压近似成分散的量化电平 * 经量化后的信号幅值均为的整数倍，在量化过程中会产生误差，称为量化误差。最大量化误差? 1/8V。 A/D转换器 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 0 vO/V t 1 * 如果 0V≤vI 1/16V 则量化为0? 0V； 1/16V≤vI 3/16V 则量化为1? 1/8V； 3/16V≤vI 5/16V 则量化为2? 2/8V； …… 13/16V≤vI≤15/16V 则量化为7? 7/8V。 A/D转换器 取两个离散电平中的相近值作为量化电平。 量化误差为1/2? 1/16V 方式二：四舍五入量化方式（舍入量化方式） 在实际的ADC中，大多采用舍入量化方式。 量化误差随着ADC的位数增加而减小。 * A/D转换器 几种典型A/D转换器 1、并行比较型A/D转换器（闪烁ADC） 2、逐次比较型A/D转换器 3、双积分型A/D转换器 5、Σ—Δ型A/D转换器 4、流水线型A/D转换器 * 1.电路结构 并行比较型A/D转换器 输入电压 输出数据 并行ADC由电压比较器、代码转换电路