2021数模和模数转换.ppt

10.1 概述 一、用途及要求 传感器 放大器 热电偶 ！精度 ！速度 电加热炉 控制 对象 执行机构 A/D 转换 微型计算机 D/A 转换 温 度 时间 二、分类 ? 权电阻网络 DAC ? 倒 T 形电阻网络 DAC ? ? D / A ? 权电流型 DAC ? 开关树型 DAC ? ? ? 权电容网络 DAC ? ? 并联比较型 ? 直接型 ? ? ? 反馈比较型 A / D ? ? 间接型 ? V ? T 变换型 ? ? ? V ? F 变换型 ? 10.2 D/A 转换器 D 111101… D/A A( 电压 或 电流 ) ？ 10.2.1 权电阻网络 D/A 转换器 电路结构和工作原理 求和放大器 权电阻网络 模拟开关 为了简化分析计算，可 以把运算放大器 近似地看成是理想放大 器 求和放大器 权电阻网络 权电流： I i ? I 0 ? V REF V REF V REF V REF 2 R 2 R 2 R 2 R 0 1 2 3 V REF R i 模拟开关 I 1 ? I 2 ? I 3 ? d i ? 0 时， I i ? 0 S 3 ~ S 0 受数字 d 3 ~ d 0 控制 d i ? 1 时， I i 流向 ? 点 求和放大器 权电阻网络 模拟开关 ? 实现数模转换 当输入数字信号 D （ d 3 d 2 d 1 d 0 ）取值为 0000 ～ 1111 时，输 出模拟电压为 ? V REF ( 2 4 ? 1 ) ? ? 0 ~ ? ? 4 ? ? 2 ? ? 输出模拟电压量： v O ? ? i ? R F ? ? R F ( I 3 ? I 2 ? I 1 ? I 0 ) R F ? R / 2 转换比例系数 V REF V REF V REF V REF ? ? R F ( 0 d 3 ? 1 d 2 ? 2 d 1 ? 3 d 0 ) 2 R 2 R 2 R 2 R ? ? ( V REF / 2 4 )( 2 3 d 3 ? 2 2 d 2 ? 2 1 d 1 ? 2 0 d 0 ) 10.2.2 倒 T 形电阻网络型 D/A 转换器 希望用较少类型的电阻，仍然 能得到一系列权电流 I = V REF / R + i ? - 基准电流 : I = V REF / R I I I I V REF 1 1 1 1 i ? ? ( d 3 ? d 2 ? d 1 ? d 0 ) ? ( 1 d 3 ? 2 d 2 ? 3 d 1 ? 4 d 0 ) 2 4 8 16 R 2 2 2 2 3 V V REF 3 i 2 1 0 REF ? d ? 2 ? 4 ( 2 d 3 ? 2 d 2 ? 2 d 1 ? 2 d 0 ) ? i 4 2 ? R i ? 0 2 R V REF 3 V 2 1 0 v O ? ? i ? R ? ? 4 ( 2 d 3 ? 2 d 2 ? 2 d 1 ? 2 d 0 ) ? ? REF 4 2 2 ? d i ? 0 3 i ? 2 i V REF v o ? ? 4 2 V REF v O ? ? n 2 令： n ? 1 i ? 0 ? d ? 2 i i ? 0 3 i ? d i ? 0 n ? 1 i ? 2 i V REF K ? ? n 2 i N B ? ? d i ? 2 ? d 0 ? 2 ? d 1 ? 2 ? ? ? ? ? d n ? 1 ? 2 0 1 n ? 1 得： v O = KN B v O 与数字量成正比。 10.2.3 D/A 转换器的主要技术指标 1. 分辨率 ? 用 D/A 转换器输入二进制代码的位数给出 ? n 位 D/A 转换器的分辨率为： 分辨率＝ 1/(2 n － 1) 2. 转换精度 ? 指 D/A 转换器实际能达到的精确程度 ? 用转换误差来描述 ? 转换误差是指全量程内， D/A 转换电路实际输出与理 论值之间的最大误差 3. 转换速度 ? 通常用转换时间来表示 ? 转换时间指输入数字量由全 0 变为全 1 或全 1 变为全 0 时， 1 LSB 输出电压达到终值± 时所需的时间 2 10.3 A/D 转换器 A/D 转换器的功能是将输入的模拟电压量转换成相应的 数字量输出