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第九章 D/A和A/D转换器 合理选择电路参数，提高转换精度 基准电压的精度和稳定性对D/A精度影响很大，在精度要求高时可采用带隙基准电压源； 倒T电阻网络中的电阻比值精度要高； 每个模拟开关的开关电压降要相等； 运放的零点漂移要小。 四． D/A转换器应用举例 2、量化与编码 A/D转换器的分类 工作原理： 直接ADC：模拟信号→数字信号 特点：速度快 典型电路：并行比较型ADC、逐次比较型ADC 间接ADC：模拟信号→中间信号→数字信号 特点：速度慢 典型电路：双积分型ADC、电压频率转换型ADC 编码——量化后的数值需要用一个代码来表示，这一过程称为编码。 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。 （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ε。最大量化误差为1/8V。 方式一：只舍不入量化方式 （舍尾取整） 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 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； …… 13/16V≤vI＜15/16V 则量化为7?=7/8V。 取两个离散电平中的相近值作为量化电平。 方式二：四舍五入量化方式（舍入量化方式） 量化误差为1/2?=1/16V 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 0 ui/V t 1 1/16 3/16 5/16 7/16 9/16 11/16 13/16 15/16 §9.1 概述 §9.2 D/A转换器 §9.3 A/D转换器 § 9.1 概 述 随着数字电子技术的迅猛发展，特别是计算机在自动控制、自动检测、电子信息处理及许多其他领域的广泛应用，用数字电路来处理模拟信号的方式更加普遍。 完成A/D转换的电路称为A/D转换器（简称ADC）。 完成D/A转换的电路称为D/A转换器（简称DAC）。 ● 典型应用系统之一——多路数据采集系统 ● 典型应用系统之二 ——声音的存储与回放系统 §9.2 D/A转换器 一、D/A转换器的基本概念 数字信号 模拟信号 将数字信号转化成与其成正比的模拟信号。 以三位DAC为例，设K=1，可得出vO和Dn的关系 7 V 1 1 1 6 V 1 1 0 5 V 1 0 1 4 V 1 0 0 3 V 0 1 1 2 V 0 1 0 1 V 0 0 1 0 V 0 0 0 vO D2D1D0 组成： D/A转换器由数码寄存器、模拟电子开关电路、 解码网络、求和电路、基准电压几部分构成。 原理：对数字量的每位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现D/A转换。 数码 寄存器 模拟 开关 译码 网络 求和 放大器 D u 基准电压 UREF DAC方框图 权电阻型D/A转换器 二． 倒T形电阻网络D/A转换器 由求和运算放大器、基准电VREF、R－2R倒T形电阻网络和模拟开关S0～S3等四部分组成。 电路组成 4位倒T形电阻网络 图中S0～S3为模拟开关，由输入数码Di控制， ①当Di=1时，Si接运算放大器反相输入端（虚地），电流Ii流入求和电路； ②当Di=0时，Si将电阻2R接地。 所以，无论Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻均接“地”（地或虚地），因此流经2R电阻的电流与开关位置无关，为确定值。 工作原理 等效电路： 可算出，基准电流 I=VREF/R 输出电压： 则流过各开关支路（从右到左）的电流分别为 I/2、 I/4、I/8、I/16。于是得总电流： 将输入数字量扩展到n位，则有： 可简写为：vO=－KNB 其中： 三． 权电流型D/A转换器 采用具有电流负反馈的BJT恒流源电路的