第12章 数模,模数转换.ppt

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. D/A转换器应用举例 2、量化与编码 A/D转换器的分类 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 并行比较型ADC * * 模快12.1 D/A和A/D转换电路的分析与测试 任务内容 理解D/A转换基本原理, 了解D/A转换器的主要技术指标, 熟悉集成D/A转换器的逻辑功能及测试. 任务目标 D/A转换的基本原理, D/A转换器的主要技术指标, 集成D/A转换器, D/A转换器的功能测试. 任务12.1.1 D/A转换电路的分析与功能测试 项目12 直流数字电压表的设计与制作 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 (Analog Digital Convertor)转换的电路称为A/D转换器(简称ADC). 完成D/A (Digital Analog Convertor)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 传感器 放大器 滤波器 传感器 放大器 滤波器 . . . 多路模似开关 A/D 计算机 典型应用系统之二 ------声音的存储与回放系统 差分放大电路 带通滤波器 ADC 单片微控制器 DAC 带通滤波器 音频功放器 键盘和显示 SRAM D/A转换器 1. D/A转换器的基本概念 将数字信号转化成与其成正比的模拟信号. D0 D1 . . . Dn-1 D/A转换器 vo . . . 数字信号 模似信号 以三位DAC为例, 设K=1, 可得出vO和Dn的关系 7 1 1 1 6 1 1 0 5 1 0 1 4 1 0 0 3 0 1 1 2 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 vO(V) D2 D1 D0 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. 数码 寄存器 模拟 开关 译码 网络 求和 放大器 D u 基准电压 VREF DAC方框图 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. 权电阻型D/A转换器 由求和运算放大器、基准电压VR