数字电子技术 第八章 数模转换 学习课件.ppt

4集成ADC举例1）MC14433(位双积分ADC)转换开始前先将所有寄存器清零。开始转换以后，时钟脉冲首先将寄存器最高位置成1，使输出数字为100…0。这个数码被D/A转换器转换成相应的模拟电压uo，送到比较器中与ui进行比较。若ui＞uo，说明数字过大了，故将最高位的1清除；若ui＜uo，说明数字还不够大，应将这一位保留。然后，再按同样的方式将次高位置成1，并且经过比较以后确定这个1是否应该保留。这样逐位比较下去，一直到最低位为止。比较完毕后，寄存器中的状态就是所要求的数字量输出。原理框图基本原理类似用天平称重量3位逐次逼近型A/D转换器转换开始前，先使Q1=Q2=Q3=Q4=0，Q5=1，第一个CP到来后，Q1=1，Q2=Q3=Q4=Q5=0，于是FFA被置1，FFB和FFC被置0。这时加到D/A转换器输入端的代码为100，并在D/A转换器的输出端得到相应的模拟电压输出uo。uo和ui在比较器中比较，当若ui＜uo时，比较器输出uc=1；当ui≥uo时，uc=0。第二个CP到来后，环形计数器右移一位，变成Q2=1，Q1=Q3=Q4=Q5=0，这时门G1打开，若原来uc=1，则FFA被置0，若原来uc=0，则FFA的1状态保留。与此同时，Q2的高电平将FFB置1。第三个CP到来后，环形计数器又右移一位，一方面将FFC置1，同时将门G2打开，并根据比较器的输出决定FFB的1状态是否应该保留。第四个CP到来后，环形计数器Q4=1，Q1=Q2=Q3=Q5=0，门G3打开，根据比较器的输出决定FFC的1状态是否应该保留。第五个CP到来后，环形计数器Q5=1，Q1=Q2=Q3=Q4=0，FFA、FFB、FFC的状态作为转换结果，通过门G6、G7、G8送出。工作原理8.3.3集成A/D转换器及应用输出位选通BCD码输出溢出转换结束信号数字地控制端失调补偿模拟地时钟输入、出模拟负电源端*第8章数模和模数转换8.1概述8.2D/A转换器8.3A/D转换器第8章数模和模数转换教学基本要求：理解：A/D、D/A转换器的概念及主要性能指标。了解：D/A、A/D转换器的工作原理。8.1概述能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC(analog/digitalconversion)；能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。ADC和DAC是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。物理过程微机传感器A/DD/A执行机构物理过程v/iv/iDataData过程控制示意图如：温度、压力、流量速度、位移等等8.2D/A转换器8.2.1D/A转换器的基本原理8.2.2D/A转换器的构成8.2.3集成D/A转换器及其应用8.2.1D/A转换器的基本原理将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比。基本原理转换特性D/A转换器的转换特性，是指输出模拟量和输入数字量之间的转换关系。图示是输入为3位二进制数时的D/A转换器的转换特性。Ku为电压或电流的转换比例系数，如果输入为n位二进制数dn-1dn-2…d1d0，则输出模拟电压为：理想特性数字信号实际特性1)分辨率分辨率是指对输出电压的分辨能力。当D/A转换器输入相邻两个数码时所对应的输出电压之差为最小可分辨电压。分辨率的定义为最小可分辨电压与最大输出电压之比。分辨率的数值与转换器输入数字量的有效位数成反比，即数字量的有效位数越多，分辨率的数值越小，分辨力越强。因此在实际中常用输入数字量的有效位数来表示分辨率，如12位D/A的分辨率为12位。2)转换精度转换精度分绝对精度和相对精度。D/A转换器的实际输出值与理论计算值之差称为绝对精度，通常用最小分辨电压的倍数表示，如（1/2）ULSB就表示输出值与理论值的误差为最小可分辨电压的一半。相对精度是绝对精度与满刻度输出电压(或电流)之比，通常用百分数表示。3)转换时间D/A转换器从接收数字量开始到输出电压或电流达到规定误差范围所需要的时间称为转换时间，它决定D/A转换器的转换速度。8.2.2