第8章AD和DA变换(A).ppt

ADC0801的量化方案 采用四舍五入方案： 2 max D = e 最大量化误差 图8.1.4 倒T型R-2R电阻网络D/A转换电路 R 2 n-1 I R 4 I R 2 I R 2 I R 2 n-i I R 2 n I R 2 n I 三、并行比较型A/D转换器 U+ ? U- 时,Ci＝1 U+? U- 时,Ci＝0 四舍五入法量化 量化电平 0V UREF * 第8章 A/D和D/A变换 章目录 8.0 概述 8.1 数模转换DAC 一、DAC的基本原理 二、倒T型R-2R电阻网络DAC 三、DAC的主要参数 8.3 模数转换ADC 一、模数转换的一般过程(四步) 二、逐次逼近式ADC 三、并行比较型A/D转换器（以3位ADC为例） 四、ADC的主要参数 第8章 A/D和D/A变换 作业 知识点一：ROM（MROM、PROM、EPROM、 E2PROM、FLASH MEMORY） 知识点二：RAM（SRAM、DRAM） 教学基本要求： 1.了解各种半导体存储器的工作原理; 2.掌握ROM、RAM的使用方法和存储容量扩展方法; 3.掌握用ROM实现组合电路的方法。 本章知识点及要求（2学时） 例如， 一、概念及其应用 二、主要技术参数 1.精度：用分辨率、转换误差表示 2.速度：用转换时间、转换速率表示 分辨率——理论上可以达到的精度； 转换误差——实际达到的精度； ADC和DAC已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。 计算机进行数字处理（如计算、滤波）、数据保存等 用模拟量作为控制信号 第一节 数模转换DAC 一、DAC的基本原理 D/A转换是将输入的二进制数字量转换成模拟量，以电压或电流的形式输出。 uA D/A d0 d1 dn-1 … LSB MSB K： DAC转换系数 UREF：基准电压 D：n 位并行输入数字量 D 数码 寄存器 模拟 开关 译码 网络 求和 放大器 D uA 参考电源UREF 图8.1.1 DAC方框图 D/A变换器的基本思想：由于构成数字的每一位数码都有一定的“位权”，因此为了将数字量转换成模拟量，就必须将每一位数码按其“权”转换成相应的模拟量，然后再将代表各位的模拟量相加即可得到与该数字量成正比的模拟量。 —— DAC D/A转换器的分类 按解码网络结构分类 T型电阻网络DAC 倒T形电阻网络DAC 权电流DAC 权电阻网络DAC 按模拟电子开关电路 分类 CMOS开关型DAC 双极型开关型DAC 电流开关型DAC ECL电流开关型DAC D/A 转换器 —— DAC 参考电源 二、倒T型R-2R电阻网络DAC 电阻网络 双向电子 模拟开关 数码寄存器输出 求和放大器 满量程(Full Scale Range)电压值： 例1: 已知 4 位倒 T 型DAC，输入数字量为1101， uREF = ?8V，Rf =R，则输出模拟量 u0= ? 解： 通常，取 Rf =R，则： —— DAC 三、DAC的主要参数 1.分辨率 LSB —— Least Significant Bit (1)用输出的电压（电流）值表示 输入变化 1 LSB时，输出端产生的电压变化量。 MSB—— Most Significant Bit (2)用百分比表示 (3)用位数 n 表示 DAC位数越高，分辨率越高。 —— DAC 例2：已知U0m= 5V, n=10, 则 例3：倒T型网络DAC的U0m=10V，试问需多少位代码，才能使分辨率R?达到2mV。(令Rf =R) 解:由题意知： 2.转换误差(精度) (1)绝对误差:实际值与理想值之间的差值, 应低于LSB/2 (2)相对误差:绝对误差与满量程的比值,一般用相当于 LSB的倍数来表示,如 ?LSB/2 或?LSB 。 主要包括: 非线性误差、漂移误差(平移误差)、 比例系数误差。 —— DAC 3.建立时间 v0 t tset 稳态值 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 ? LSB/2(最低有效位)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0.1us内, 详见教材P205 。 —— DAC DAC0808为8位单片并行DAC，结构为T型R-2R电阻网络。D/A转换器时需要外接运算放大器。 当VREF=10V时， 当输入数字量在全0和全1之间变化时，输出模拟电压的变化范围为0?9.96V。 —— DAC应用举例 第三节 模数转换ADC