电工电子技术教学课件作者曹才开第16章课件.pptVIP

16.1 数-模（D-A）转换器 16．1．1 T型网络D-A转换器 实现D-A转换的电路形式 : （1）权电阻网络D-A转换器； （2）倒T型电阻网络D-A转换器； （3）权电流型D-A转换器。 四位转换器的电路组成(图16-1) ： （1）作为基准的参考电压源UREF； （2）电子模拟开关S0、S1、S2、S3； （3）R—2R电阻网络（倒T型电阻网络）； （4）求和运算放大器； （5）数码寄存器。 图16-1 四位D-A转换器电路 电阻网络主要特点：无论哪一位数字量dk为0或1，每节电路输入电阻都等于R，即图中A、B、C、D点从右往左看进去的等效电阻均为R，电路中输入电压都等于各节点电位逐位减半，UD=UREF，UC=UD/2，UB=UC/2，UA=UB/2。 流入求和放大器输入端总电流 推广到n位，则有 求和放大器的输出电压为 上式表明,输出模拟电压与输入数字量间存在一定的比例关系,其比例系数为 。当反馈电阻RF = R时，则比例系数为UREF/2。 图16-2 权电流型D-A转换器 在权电流型D-A转换器，每个恒流源的电流均为相邻高位恒流源电流的一半，和二进制输入代码对应的位权成正比 . 求和放大器的输入电流i为 输出模拟电压为 16．1．2 集成D-A转换器 图16-3 AD7541A内部电路 图16-4 AD7541A引脚图 AD7541A是12位CMOS与TTL兼容的集成DAC,芯片内部仅含倒T形电阻网络、电子开关和反馈电阻(RF=10 kΩ),该集成D-A转换器在应用时必须外接参考电压源和运算放大器。 16．1．3 D-A转换器的主要技术指标 (1）分辨率。 n位DAC的分辨率等于 (2）转换误差。 (3) 转换速度。 通常用建立时间和转换速率两个参数来描述D-A转换器的转换速度。 16．2 模-数（A-D）转换器 16．2．1 几个基本概念 1. 采样与保持 图16-5 采样保持过程 按一定的时间间隔取模拟电压值的过程称为采样, 通过采样将时间上连续的模拟量转换成时间上离散的模拟量. 每次将在采样时间内采样到的模拟电压值存储保持一定的时间，这一过程称为保持。 2．量化与编码 要实现A-D转换,就必须把u O(t)转化为这个最小单位的整数倍，这就要采用近似的方法将u O(t)取整,取整的过程称为量化.所取最小数量单位称为量化单位，用Δ表示。 把量化的结果用二进制代码表示出来，称之为编码。 量化的一种方法是截尾取整法，又称只舍不入法。如图16-6(a)所示。 另一种量化方法——有舍有入法，又称四舍五入法。如图16-6(b)所示。 16．2．2 逐次逼近型A-D转换器 基本思想是将大小不同的参考电压与取样保持后的电压逐步进行比较，其结果以相应的二进制代码表示。 组成:比较器C、D-A转换器、寄存器、时钟信号和控制逻辑等五个部分。 图16-6 输入信号的量化与编码 图16-7逐次逼近型A-D转换器框图 图16-8 采样保持过程 表16-1给出了8位逐次逼近型A-D转换器工作过程的实例。设待变换电压uI=220LSB（量化单位）,表中的基准电压分别为128、64、32、16、8、4、2、1（LSB）,表中“保留”指保留新加的一位“1”，“撤除”是将新加的一位1变为0。 表16-1 被转换电压UI=220LSB时的转换过程 16．2．3 集成A／D转换器 1．ADC0804引脚功能 CS：片选（芯片选择）信号输入端，低电平有效 . RD：读信号输入端，低电平有效 . WR：写信号输入端，低电平有效 . CLKIN：外电路提供的时钟脉冲输入端。 INTRL转换结束信号输出端， 低电平有效 . UIN+、UIN—：ADC0804模 拟信号输入端 . AGND：模拟信号地。 UREF：参考电压输入端. DGND：数字信号地。 图16-9 ADC0804芯片