第9章数模和模数转换电路.ppt

学时分配：共4学时 教学目标：通过本章的学习，熟悉数模、模数转换的原理和应用。 9.1 概述 二、反馈比较型A/D转换器 9.3.3 间接ADC 一、双积分型ADC（V-T） 9.4 D/A和A/D转换器综合应用 本章小结 高位为1 高位为0 次高位为1 次高位为0 每次比较确定1位二进制数(以3位二进制为例) （以逐次渐近型A/D转换器为例） 1.思想： 2.电路结构框图 工作过程: （1）寄存器清0 （2）寄存器最高位置1，vO(=0.5vm)与vI比较 若vI(t)≥ vO，比较器输出0 高位1保留 若vI(t)＜ vO，比较器输出1 高位复位(清0) 确定了最高位 （3）寄存器次高位置1，vO与vI比较 若vI （t）≥ vO，比较器输出0 次高位1保留 若vI （t）＜ vO，比较器输出1 次高位复位 …… 依此方法，逐位确定 接着确定次高位 例：4位逐次渐近型A/D， vI =10.8V； Δ=1V O vO t 10.8V vI D3=1 8V D3=1 保留 D2=1 12V D2=0 复位 D1=1 10V D1=1 保留 D0=1 D0=0 复位 8V 11V 10V 转换结果： D=1010（只舍不入） 3. 特点 速度比并联比较型ADC慢，因为需n次比较才能得到结果。 只舍不入，精度比并联比较型ADC低 电路简单，只需一个比较器; 1.电路结构框图 2.工作过程 （1）计数器清0，S0合上使C完全放电; （2）S1接至vI（ S0断开），积分器对vI进行固定时间T1=NTC的积分; （3）S1接至-VREF ，积分器对-VREF进行反向积分 ，直至vO回0（比较器输出低电平），用计数器测出反向积分时间 T2 （=DTC） 1/Δ 将V转化为T2 3. 特点 （1）优点： 抗干扰能力强。（积分可抑制交流干扰信号） 精度高（R、C参数，时钟频率对结果影响很小）、 对元件要求低 （2）缺点 电路简单，性能稳定 速度极慢 一、 A/D转换器的转换精度 1.分辨率 对输入信号的分辨能力。 通常用二进制位数或十进制位数表示 9.3.4 A/D转换器的转换精度与转换速度 γ——满量程相对误差 nLSB——量化带来的误差 A/D转换器的精度不仅仅取决于量化误差，而是由多种因素决定的。如某A/D转换器的精度为±0.5%±1LSB。±1LSB称为一个字误差，通常即为量化误差。 2. 转换误差 实际输出与理想输出的相差程度。 误差表示方法： γVm±nLSB 二、 A / D 转换器的转换速度 ●转换时间——完成一次转换所用的时间 ●转换速率——每秒转换的次数 三、三种常用A/D转换器的性能比较： 电路结构 抗干扰能力 精度 速度 双积分ADC 逐次渐近型ADC 并联比较型ADC 最慢 最快 居中 最高 居中 最差 强 无 无 简单 复杂(2n-1个比较器，2n-1个寄存器) 简单 9.3.5 A/D转换器产品举例 ①ADC08011 特点： · 属CMOS电路 · 8路模拟输入，8 bit 输出(3态门) · 采用逐次比较法，转换时间约100μs 9.3.5 A/D转换器产品举例 ADC08011 9.3.5 A/D转换器产品举例 ②ICL7106/7107 特点： · 直接输出7段译码信号 · 7106驱动LCD；7107驱动LED · 十进制3位半A/D转换器 · 双积分型电路，内含基准源 9.3.5 A/D转换器产品举例 ICL7107 ICL7107构成直流电压表 9.3.5 A/D转换器产品举例 ③MAX1011 特点： · 6bit高速A/D转换器，速率可达110M · 带偏移矫正的55MHz带宽差动放大器 · 功耗仅110mW · 有效位为5.85bit 9.3.5 A/D转换器产品举例 9.3.5 A/D转换器产品举例 ④A/D转换器必威体育精装版产品举例 ★ TI推出业界首个集成12位A-D转换器和超低功耗闪存的微控制器系列 9.4.1 应用领域 9.4.3 综合应用举例 9.4.2 产品选用原则 9.4.1 ADC 与 DAC 应用领域 · 简单数字应用系统 · 数字计算机应用系统 · 通信 · 音频/视频系统 · 测量仪器 * 数字电子技术基础 教材：数字电子技术 黄瑞祥主编 9.1 概述 9.2 D/A转换器（DAC） 权电阻网络D/A转换器 倒T型电阻网络D/A转换器 双极性输出电压的D/A转换器 9.3 A/D转换器（ADC） 并行比较型A/D转换器 反馈比较型A/D转换器 双积分ADC 第9章 模数与数模转换器 模拟信号到数字信号的转换称为模—