11数-模和模-数转换.ppt

最大量化误差为△，即1／8V 最大量化误差为1/2△，即1／15V 取 取 对双极性模拟电压的量化和编码 二进制补码的形式编码 二、直接A/D转换器 并联比较型 0≤vi＜VREF/15时，7个比较器输出全为0，CP 到来后，7个触发器都置0。经 编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0＝000。 时，7个比较器中只有C1输出为1，CP到来后，只有触发器FF1置1，其余触发器仍为0。经编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0=001。 时，比较器中C1、C2输出为1，CP到来后，触发器FF1、FF2置1，其余触发器仍为0。经编码器编码后输出的二进制代码为d2d1d0=011。 反馈比较型 逐次比较型A／D转换器 其工作原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共重15克，每个重量分别为8、4、2、1克。设待秤重量Wx = 13克，可以用下表步骤来秤量： 砝码重 第一次 第二次 第三次 第四次 加4克 加2克 加1克 8 克 砝码总重 待测重量Wx ，故保留 砝码总重仍 待测重量Wx ，故保留 砝码总重 待测重量Wx ，故撤除 砝码总重 ＝ 待测重量Wx ，故保留 暂时结果 8 克 12 克 12 克 13 克 结 论 转换开始前先将所有寄存器清零。开始转换以后，时钟脉冲首先将寄存器最高位置成1，使输出数字为100…0。这个数码被D/A转换器转换成相应的模拟电压uo，送到比较器中与ui进行比较。若ui＜uo，说明数字过大了，故将最高位的1清除；若ui ＞ uo，说明数字还不够大，应将这一位保留。然后，再按同样的方式将次高位置成1，并且经过比较以后确定这个1是否应该保留。这样逐位比较下去，一直到最低位为止。比较完毕后，寄存器中的状态就是所要求的数字量输出。 － ＋ 1 0 0 0 1 0 0 0 D / A vi (待转换的模拟电压) vo vc 控 制 逻 辑 数码寄存器 移位寄存器 时钟 清 0、置数 清 0、置数 CP、(移位命令) “1”状态是否保留 控制端 原理框图 * * * 第 十一 章 数－模和模－数转换 教学内容 §11.1 概述 §11.2 D/A转换器 §11.3 A/D转换器 教学要求 1、掌握DAC和ADC的定义及应用； 2、了解DAC的组成、倒T型电阻网络、集成D/A转换器、转换精度及转换速度； 3、了解ADC组成、逐次逼近型A/D转换器、积分型A/D转换器、转换精度及转换速度。 11.1 概述 模－数转换（A/D转换）：将模拟信号转换为数字信号。实现A/D转换的电路称为A/D转换器，简写为ADC(Analog-Digital Converter) 数－模转换（D/A转换）：将数字信号转换为模拟信号。实现D/A转换的电路称为D/A转换器，简写为DAC(Digital-Analog Converter) 例如：对于0 ~ 5V的直流电压，计算机用8位数字量来描述时： 最小值B = 0对应0V， 最大值B = 255 对应 5V， 中间值B = 127 对应2. 5V 等 D/A的任务是接收到一个数字量后，给出一个相应的电压。比如收到B ，应给出幅度为1.25V 的电压。 11.2 D/A转换器 将数字信号转换为模拟信号的电路。 电阻网络 模拟电子开关 求和放大器 参考电压 一、权电阻网络D/A转换器 集成运放通过RF接入负反馈，有虚短，V-≈V+=0 取RF=R/2 n位权电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为R/2时，输出电压的计算公式： 输出电压的变化范围: 优点：结构简单，所用的电阻元件数很少。 缺点：各电阻的阻值相差较大，不能保证有很高的精度。 二、倒T形电阻网络D/A转换器 电阻网络 模拟电子开关 求和放大器 由于V-≈V+=0,所以开关S合到哪一边，都相当于接到了“地”电位，流过每条电路的电流始终不变。可等效为： 取RF=R n位输入的倒T形电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为R时，输出电压的计算公式： 优点： （1）只有R和2R两种阻值的电阻，可达到较高的精度； （2）各支路电流恒定不变，在开关状态变化时，不需电流建立时间，所以电路转换速度高，使用广泛。 CB7520电路原理图 三、权电流型D/A转换器 恒流源 恒流源模型： 只要电路工作时保证VB和VEE稳定不变，则三极管的