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10 数模与模数转换器 数字量表示模拟量 D/A转换、A/D转换的应用 教学基本要求 如何实现D/A转换？ 权电阻D/A转换器 R-2R 电阻解码网络 R-2R T型 D/A转换器 10.1.1 倒T形电阻网络D/A转换器 2. 输出表达式 3. n位D/A的输出一般表达式 4. 集成D/A转换器 — AD7520 5. 提高精度，对电路参数的要求 基准电压稳定性好； 倒T形电阻网络中R和2R电阻比值的精度要高； 每个模拟开关的开关电压降要相等 减小模拟开关导通电阻的影响 为实现电流从高位到低位按2的整数倍递减，模拟开关的导通电阻也相应地按2的整数倍递增。 10.1.2 权电流型D/A转换器 10.1.3 D/A转换器的输出方式 2. 双极性输出方式 10.1.4 D/A转换器的主要技术指标 2. D/A转换器的转换速度 10.1.5 集成D/A转换器及其应用 ? 脉冲波产生电路 ? 应用之二 10.2 A/D转换器 10.2.1 A/D转换的一般工作过程 两种量化方式 A/D转换器分类 10.2.2 并行比较型A/D转换器 2. 工作原理 输入模拟电压与输出数字量的关系 3. 特点 优点: 最短的转换时间 转换时间: 从?I加入到三位数字量稳定输出 转换时间=比较器、D触发器和编码器延迟时间之和 缺点: 电路复杂 3位ADC需要比较器7个；8位ADC需要比较器255个； 10位ADC需要比较器1023个； 单片集成ADC芯片: 如AD公司的AD9012 (TTL工艺8位)、 AD9002 (ECL工艺，8位)、AD9020 (TTL工艺，10位)等 解决提高分辨率和增加元件数的矛盾 可以采取分级并行转换的方法（407页－图10.2.4） 逐次比较型A/D转换器（但速度降低） 10.2.3 逐次比较型A/D转换器 2. 计数斜坡式 A/D转换器 3. 逐次逼近型转换原理 8位逐次逼进型AD波形图 例10.2.1 4位逐次逼进型A/D转换器 ? 工作原理分析（1） ? 工作原理分析（2） ? 工作原理分析（3） ? 工作原理分析（4） 4. 特点 10.2.4 双积分式A/D转换器 2. 电路组成 3. 双积分ADC工作过程 4. 特点 10.2.5 A/D转换器的主要技术指标 10.2.6 集成A/D转换器及其应用 10.2.3 逐次比较型A/D转换器 ? 清零 vI vR 1 ? 启动＝1 开始+1计数 vR? ? 转换结束 当vI vR时 0 与门关闭，停止计数 优点: 电路简单; 缺点: 转换时间长且不定。 ?如何缩短 转换过程: 10.2.3 逐次比较型A/D转换器 其工作方式与天平称重类似 例如: 设待称重量Wx = 13.6克。 所用砝码重量：8克、4克、2克和1克。 所加砝码重量 第一次 第二次 第三次 第四次 再加4克 再加2克 再加1克 8 克 砝码总重 待测重量Wx ，8克砝码保留 砝码总重仍 待测重量Wx ，4克砝码保留 砝码总重 待测重量Wx ， 2克砝码撤除 砝码总重 待测重量Wx ， 1克砝码保留 结果 8 克 12 克 12 克 13 克 称重过程 逐次逼近型与前面的计数斜坡型相比,它没有采用大排队式 的递增比较,而是采用了从大到小的检索方式,因此速度要快得多。 1 0 0 0 0 0 0 0 ?A=6.84V VREF=10V 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 ? 电路结构 模拟 输入 数据 寄存器 数据 输出 其它为 控制电路 清零 置位 砝码 F=1: 同步并 行置数 1 1 1 1 0 F=0: 左移 辅助 F=1: 同步并 行置数 F=0: 左移 9.8V 15V 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 8V 1 1 1 0 0 0 1 辅助 8V