第9章 模数转换器.ppt

第14章 数模和模数转换 泸州职业技术学院机电系 机电一体化教研室 颜代书 编制 14.1.1 权电阻数模转换器 权电阻数模转换器电路如图14.1.1所示。由于运算放大器的同相输入端接地，所以反相输入端为虚地，电位为0，则有 结论：通过权电阻数模转换器可以将数字信号转换成与其成正比的模拟信号。 由于运算放大器输入电阻很大，iI=0,则有：iF=I0+I1+I2+I3 运算放大器的输出电压为：u0=-iFRf 14.1.3 D/A 转换器的技术指标 1、分辩率 3、线性度 14.1.4 一个实际的D/A 转换器 DAC0808的典型应用 14.2 模数转换 模拟信号转换成数字信号，简称A/D转换 双积分转换器具有抑制交流噪声干扰、结构简单和精度高的特点，共转换精度取决于参考电压和时钟周期的精度，双积分转换的不足之处是转换速度慢且时间不固定。 逐次比较转换方式是现在较为普遍使用的A/D转换技术。该转换方式的转换速度是除并行转换外最快的一种，而且转换时间固定。 该转换器的工作电压为5V，分辩率为8位，转换时间100μs,芯片自带时钟发生电路。为与微处理器总线进行连接，该芯片的数据输出端具有三态输出功能。 A/D转换器的转换速度上要取决于转换器的类型，不同的转换器的转换速度相差很多。 并联型A/D转换器的转换速度最快，例如8位二进制输出的并联型A/D转换器的转换时间可在50 ns以内。 逐次比较式A/D转换器的转换速度仅次于并联型A/D转换器的转换速度，多数产品的转换速度都在10～lOOμs以内。个别8位转换器转换时间小于1μs。 双积分A/D转换器转换速度慢，一般在数十毫秒至数百毫秒之间。 500吨油压机计算机测试系统框图 14.2.4 A/D转换器0804 A/D转换器0804是一个8位逐次比较式A/D转换器，该芯片的符号图如图14.2.10所示 模拟输入 ANLG GND DGTL GND UEE=-15V 2 Uin+ CS 1 3 4 6 7 9 5 19 18 17 16 15 14 13 12 11 DAC0804 Uin- RD WR CLKIN REF/2 20 8 10 INTR CLKR D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 数字输出 UCC 图14.2.10 A/D转换器ADC0804的符号图 该芯片的工作原理如下： 256个电阻的D/A转换器逐次输出电压与输入 电压进行比较以决定逐次近似寄存器中每一位数据的复位与保留。从MSB开始，在8次比较后，8位二进制数据传送到输出锁存器中，同时INTR端输出低电平，表示转换完成。 若是把INTR端与WR端连接，同时CS接低电平，则转换器可以自由转换。 ADC0804的典型应用 14.2.5 A/D转换器的转换精度 在单片集成的A/D转换器中常采用分辨率和转换误差来描述转换精度。 分辨串常以A/D转换器输出的二进制数的位数表示，它说明A/D转换器对输入信号的分辨能力，位数越大，则分辨能力越高，其实位数多就表示能够区分模拟输入电压的等级多，或者表示能够区分模拟输入电压的最小差别小：若转换器的位数为n，则可以区分输入电压的等级为2n，而每个等级能够区分的最小电压差别为满度输入电压除以2n。 转换误差通常以输出误差的最大形式给出，它表示实际输出的数字量与理论上应该输出的数字量之间的差别，一般以最低有效位的倍数给出。 有时转换误差也用满量程的百分数给出。 14.2.6 A/D转换器的转换速度 计算机 数据 采集 卡 （A/D、 D/A） 压力 传感 器（带 变送 器） 数据 输出 控制 装置 输出 执行 元件 电动机、伺服驱动装置、液压、气动装置等控制执行元件。 显示器、打印机 应用数据采集卡作为A/D、D/A转换需应用C、C++、VC、VB以及Delphi等语言进行编程。 * * A/D转换器、D/A转换器的应用 放大器 传感器 (温度、压力、流量、应力等） 采样/保持器 A/D 计算机 显示器 D/A 示波器 打印机 计算机进行各种数字处理（如滤波、计算）、数据保存、打印等 显示器显示字符、曲线、图形、图象等 14.1 数模（D/A） 转换 将数字信号转换成模拟信号，简称为D/A转换。 D/A n = 4位 8位 10位 12位 16位