数模和模数转换.ppt

并联比较型A/D转换器的优点：转换速度快转换精度主要取决于量化电平的划分，分得越细（即△取得越小），精度越高，但分得越细，所使用的比较器和触发器数目越多，电路就会越复杂。并联的比较型A/D转换器的缺点是需要用很多的电压比较器和触发器。对于有n位输出的转换器需要有2n-1个电压比较器和2n-1个触发器。第34页,共46页，星期六，2024年，5月反馈比较型逐次比较型A／D转换器其工作原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共重15克，每个重量分别为8、4、2、1克。设待称重量Wx=13克，可以用下表步骤来秤量：砝码重第一次第二次第三次第四次加4克加2克加1克8克砝码总重待测重量Wx，故保留砝码总重仍待测重量Wx，故保留砝码总重待测重量Wx，故撤除砝码总重＝待测重量Wx，故保留暂时结果8克12克12克13克结论第35页,共46页，星期六，2024年，5月第36页,共46页，星期六，2024年，5月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。第37页,共46页，星期六，2024年，5月－＋10001000D/Avi(待转换的模拟电压)vovc控制逻辑数码寄存器移位寄存器时钟清0、置数清0、置数CP、(移位命令)“1”状态是否保留控制端原理框图第38页,共46页，星期六，2024年，5月n位逐次渐进型A/D转换器完成一次转换所需时间：n+2个时钟信号周期在输出位数较多时，逐次渐进型A/D转换器的电路规模比并联比较型的小得多。第39页,共46页，星期六，2024年，5月三、间接A/D转换器双积分型又称为电压－时间变换型（V－T变换型）双积分型A/D转换器首先将输入的模拟电压信号转换成与之成正比的时间宽度信号，然后在这个时间宽度里对固定频率的时间脉冲计数，计数的结果就是正比于输入模拟电压的数字信号。第40页,共46页，星期六，2024年，5月首先使积分电容C完全放电。固定时间积分第一步，对输入模拟电压进行固定时间T1积分;T1固定时积分器的输出电压与输入电压成正比第41页,共46页，星期六，2024年，5月反方向积分第二步，对基准电压进行反向积分，使电容放电，放光为止（vo=0）。对反向放电时间计数，它与输入幅度成正比。可见T2与输入信号仍成正比。令计数器在T2时间里对固定频率为fc的时钟计数，则计数结果为：D为转换的数字量第42页,共46页，星期六，2024年，5月第43页,共46页，星期六，2024年，5月四、A/D转换器的主要参数A/D转换器的分辨率用输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越高。例如，输入模拟电压的变化范围为0～5V，输出10位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V×2－10＝4.88mV。(1)分辨率：1.A/D转换器的转换精度第44页,共46页，星期六，2024年，5月（2）转换误差通常以输出误差最大值的形式给出，一般多以最低有效位的倍数给出。有时也用满量程输出的百分数给出转换误差。2.A/D转换器的转换速度转换速度是指完成一次转换所需的时间。转换时间是指从接到模拟输入信号开始，到输出端得到稳定的数字输出信号所经过的这段时间。第45页,共46页，星期六，2024年，5月课程结束第46页,共46页，星期六，2024年，5月教学内容§11.1概述§11.2D/A转换器§11.3A/D转换器第2页,共46页，星期六，2024年，5月教学要求1、掌握DAC和ADC的定义及应用；2、了解DAC的组成、倒T型电阻网络、集成D/A转换器、转换精度及转换速度；3、了解ADC组成、逐次逼近型A/D转换器、积分型A/D转换器、转换精度及转换速度。第3页,共46页，星期六，2024年，5月11.1概述模－数转换（A/D转换）