[工学]数电课件09.ppt

9 DAC和ADC 9.1概述 9.2DAC 9.3ADC 计算机控制系统 三、分类 D/A转换原理框图 权电阻网络D/A转换器 一、电路结构和工作原理 优缺点： 1. 优点：简单 2. 缺点：电阻值相差大，难于保证精度，且大电阻不宜于集成在IC内部 9.2.2 倒T形电阻网络DAC 9.2.6 具有双极性输出的DAC 当输入数字量有±极性时，希望输出的模拟电压也对应为±。 一、原理 例：输入为3位二进制补码。最高位为符号位，正数为0，负数为1 二、电路实现 9.3 A／D转换器 主要类型： 逐次逼近式A/D转换器 双积分型A/D转换器 并联比较型A/D转换器 必须将取样后的样值电平归化到与之接近的离散电平上，这个过程称为量化。 指定的离散电平称为量化电平。用二进制数码来表示各个量化电平的过程称为编码。 两个量化电平之间的差值称为量化间隔S，位数越多，量化等级越细，S就越小。 量化和编码 量化：将采样电压表示为最小数量单位（Δ）的整数倍 编码：将量化的结果用代码表示出来（二进制，二-十进制） 量化误差：当采样电压不能被Δ整除时，将引入量化误差 9.3.2 采样/保持电路 采样/保持器的作用：在采样时，其输出能够跟随输入变化；而在保持状态时，能使输出值不变。其输入输出特性如图所示。 1. 采样/保持器的工作原理 最简单的采样/保持器是由开关和电容组成，如图所示。 采样/保持器的组成 2. 常用的采样/保持器 随着大规模集成电路的发展，已生产出各种各样的采样/保持器。如用于一般目的有AD582、AD583、LF198/398等；用于高速的有THS-0025、THS-0060、THC-0030、THC-1500等；用于高分辨率的有SHA1144、ADC1130等。 9.3.3 直接A/D转换器 一.并联比较型A/D转换器 并联比较型A/D转换器 并联比较型 2、特点 *快，CLK触发信号到达到输出稳定建立只需几十纳秒 *精度，受参考电压、分压网络等因素影响 *有存储器，不需要S/H电路 *电路规模，n位需要2n-1比较器，触发器 9.3.4 反馈比较型A/D转换器 计数型 基本原理：取一个“D”加到DAC上，得到模拟输出电压，将该值与输入电压比较，如两者不等，则调整D的大小，到相等为止，则D为所求值 2、逐次渐近型 三、双积分型A/D转换器 双积分型（V-T变换型） 先将V转换成与之成正比的时间宽度信号，然后在这个时间内用固定频率脉冲计数 电路实现 ADO0809原理图 （见FLASH） 9 DAC和ADC 9.1概述 9.2DAC 9.3ADC 目 录 第一章 逻辑代数基础 第二章 门电路 第三章 组合逻辑电路 第四章 触发器 第五章 时序逻辑电路 第六章 脉冲波形的产生和整形 第七章 半导体存储器 第八章 可编程逻辑器件 第九章 数—模和模—数转换 ADO0809时序图 ADO0809应用接线图 ADO0809与PC总线工业控制机的接口 A/D转换器接口技术 模拟量输入通道的连接 数字量输出通道的连接 A/D转换的启动方式（START信号） A/D转换结束信号的处理（EOC信号） 参考电平的连接 时钟的连接 接地 模拟量输入通道的连接 输入信号的极性 （标准电压信号：0～5V） （标准电流信号：4～20mA或0～9mA） 输入通道数 单通道 单通道A／D芯片 多通道A／D芯片：将通道选择端接至固定高低电平，选择相应通道 多通道 单通道A／D芯片＋多路开关 多通道A／D芯片 数字量输出通道的连接 A／D转换器内部有无输出锁存器 有：直接与CPU相连 无：加锁存器 A/D转换的启动方式（START信号） 脉冲启动 脉冲启动型芯片，只要在启动转换输入引脚加一个启动脉冲 电平启动 所谓电平启动转换就是在A/D转换器的启动引脚上加上要求的电平，一旦电平加上以后，A／D转换即刻开始，且在转换过程中，必须保持这一电平，否则将停止转换。 A/D转换结束信号的处理（EOC信号） 查询方式 中断方式 延时方式 查询方式 把转换结束信号经三态门送到CPU数据总线或I／O接口的某一位上，微型机向A／D转换器发出START后，便开始查询EOC信号状态，一旦查询到A／D转换结束，则读出结果数据 中断方式 将EOC信号接到微型机系统中断申请引脚(如IRQ2)或允许中断的I／O接口的相应引脚上(如805l的INT0)，当转换结束时，即提出中断中请，微型机响应后，在中断服务程序中读取数据。 延时方式 微型机启动A／D转换后，就根据转换芯片完成转换所需要的时间，调用一段软件延时程序(为保险起见，通常延时时间略大于A／D转换过程所需的时间)，延时程序执行完以后，A／D转换业已完成，即可读出