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A/D和D/A转换器
主讲张德华
电工电子基础教学中心
模/数转换器（A/D）
(AnalogtoDigitalConverter)
一、A/D转换的基本原理
A/D转换的基本思路：
对连续变化的模拟量在一系列取定的时间瞬间进行取样，然后把该取
样值用二进制数表示出来。
由于将采样值再用二进制表示出来需要一定的时间，因此，采样后
的模拟量还须要保持、量化和编码等过程。所以，A/D转换过程一般要
四步：采样、保持、量化和编码。
1.采样定理和采样—保持电路
v
S开关由采样脉冲信号控制。
S
vv(t)
当高电平时，开关闭合，
SI
对电容CH充电（采样）；
v
当低电平时，电容器上采样
S
的电压保持。进而可画出采样后
的波形。
图中：
S是理想的模拟开关
CH是保持电容
为了能使采样后的信号不失
真地再现原采样前的输入信号，
f
对采样的信号频率有一定的
S
要求。
采样定理:
fS≥2fimax
式中vI(t)为输入模拟信号fimax频谱中的最高频率成分。在实际的A/D转换中，
f
允许存在一定的误差下，采样脉冲频率常按下式选取：
S
fS(2.5~3)fimax
一个具体的采样—保持电路，由两级运算放大器和电子开关组成，两只
运放都接成电压跟随器形式。电路可以做到快速取样，A运放输入为高
1
t
阻，输出为低阻，对输入v()起隔离作用。
I
对保持电容C实现快速充电，时间常数远小于T（采样时间）。A跟
HC2
随器输入电阻很高，使得当S断开后，保持电容CH的保持性能好。保持
电容，要求选用高质量的电容器，漏电很小。（如聚苯乙希电容）
2.量化和编码
将取样后的值用一个最小单位的整数倍来表示
由于一个值不一定正好能分割成最小单位的整数倍，因此，必须对取样值进
行取整归并，这种取整归并的方法和过程称量化（数值量化或数值分层）。
取整归并（即量化）的方法
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