《数字电路与系统设计教学课件》.ppt

*************************************DAC的类型权电阻网络型DAC权电阻网络DAC使用与二进制权重成比例的电阻值构建，每个数字位控制一个开关，决定对应权重的电流或电压是否加入输出。权电阻值按2的幂次比例排列，如R、2R、4R、8R等。结构直观，原理简单高位数要求极高精度电阻电阻值范围大，制造困难主要用于低位数转换R-2R梯形网络型DACR-2R梯形网络DAC仅使用两种值的电阻（R和2R），通过特定的网络结构实现二进制加权。每个数字位控制电流在两个路径之间的流向，输出电流或电压与数字输入成正比。仅需两种电阻值，易于制造精度主要依赖电阻比例而非绝对值适合集成电路实现位数扩展方便其他DAC类型除了电阻网络型DAC外，还有多种其他类型的DAC设计，根据应用需求选择。电流输出型DAC、电流切换型DAC和电荷分配型DAC在不同应用场景中各有优势。电流输出型：高速、低失真电流切换型：高线性度电荷分配型：低功耗、小面积脉宽调制型：简单但有限带宽ADC的类型逐次逼近型ADC逐次逼近型ADC(SuccessiveApproximationADC)采用二分有哪些信誉好的足球投注网站算法，从最高位开始，逐位确定数字输出。它包含一个逐次逼近寄存器(SAR)、一个DAC和一个比较器。转换过程是将DAC输出与输入模拟信号比较，根据比较结果决定对应位为1或0，然后逐位进行，直到完成所有位的判断。并行比较型ADC并行比较型ADC(FlashADC)是最快的ADC类型，采用2^n-1个比较器同时将输入信号与不同参考电压进行比较，然后通过编码器产生数字输出。其特点是速度极快（可达数GHz采样率），但随位数增加，比较器数量呈指数增长，功耗和成本也随之大幅上升。其他ADC类型除上述两种主要类型外，还有多种ADC架构适用于不同应用场景：积分型ADC（如双积分型）具有高噪声抑制能力，适合精密测量；Sigma-DeltaADC使用过采样和噪声整形技术，实现高分辨率；流水线ADC平衡了速度和精度，广泛用于中高速应用；时间插值ADC在超高速应用中占据优势。第十章：脉冲波形的产生和整形单稳态触发器单稳态触发器（也称单稳态多谐振荡器）是一种具有一个稳态和一个亚稳态的电路。它在接收到触发信号后，会暂时离开稳态进入亚稳态，并在预定的时间间隔后自动返回稳态。单稳态触发器的主要特点：输出脉冲宽度由RC时间常数决定可以产生固定宽度的脉冲用于延时产生、脉冲展宽和波形整形典型电路包括基于555定时器的单稳态电路施密特触发器施密特触发器是一种具有滞回特性的比较器电路，它有两个不同的转换阈值：上阈值和下阈值。这种特性使其能有效地将缓慢变化或带噪声的信号转换为干净的方波输出。施密特触发器的应用：将模拟信号整形为数字信号去除信号中的噪声和抖动产生稳定的方波信号实现简单的电平检测施密特触发器常用于信号调理电路，特别是在数字系统的输入接口，用于处理来自外部环境的可能含有噪声的信号。多谐振荡器双稳态多谐振荡器具有两个稳定状态，需外部触发切换单稳态多谐振荡器一个稳态一个亚稳态，可产生定宽脉冲非稳态多谐振荡器无稳态，自由振荡产生周期性波形集成电路实现555定时器、74系列逻辑芯片等4多谐振荡器是一种能产生特定波形的电路，按其稳定状态的数量分为三类。双稳态多谐振荡器有两个稳定状态，需要外部触发信号才能从一个状态切换到另一个状态，本质上是一个锁存器或触发器。单稳态多谐振荡器在收到触发信号后暂时改变状态，然后自动返回原始状态，产生固定宽度的脉冲，常用于定时控制。非稳态多谐振荡器（也称自由运行多谐振荡器或振荡器）没有稳定状态，能持续自主地在两个不稳定状态之间交替，产生周期性波形，频率由电路元件参数决定。典型应用包括时钟信号发生器、定时器和波形产生器。现代设计中，多谐振荡器通常使用集成电路如555定时器、74系列逻辑芯片或专用振荡器芯片实现，提供更高的稳定性和可靠性。555定时器内部结构555定时器是一种集成电路，内部包含精密电阻分压网络、两个比较器、一个SR触发器、一个放电晶体管和一个推挽输出级。这种结构使其能够实现多种定时和振荡功能。电阻分压网络建立内部参考电压比较器将输入与参考电压比较SR触发器存储状态放电晶体管控制外部电容充放电工作模式555定时器主要有三种工作模式：单稳态模式：产生单脉冲，脉宽由RC时间常数决定非稳态模式：自由振荡，产生矩形波，频率和占空比可调双稳态模式：作为施密特触发器使用，具有滞回特性应用电路555定时器的典型应用包括：定时控制电路：延时开关、定时器脉冲产生器：