数 数模与模数转换.ppt

2017 年2月 16 日星期四西华师范大学岳淼 1 回首页第7章数模与模数转换电路第7章数模与模数转换电路第7章数模与模数转换电路 D/A D/A 转换器转换器 A/D A/D 转换器转换器 2017 年2月 16 日星期四西华师范大学岳淼 2 回首页第7章数模与模数转换电路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 ; 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。多路开关数字控制计算机 DAC ADC 功率放大功率放大执行机构执行机构加热炉加热炉温度传感器温度传感器信号放大信号放大多路开关概述 2017 年2月 16 日星期四西华师范大学岳淼 3 回首页第7章数模与模数转换电路压力, 温度,流量,液位等通过传感器转变成相应的电压或电流的模拟信号由 DAC 转换成模拟量信号的电压和或电流数字计算机工业控制系统示意图由计算机依次选通, 进入 ADC 转换成数字量信号经过计算机数据处理, 输出为数字量计算机选择某一执行机构, 去调节控制对象。 2017 年2月 16 日星期四西华师范大学岳淼 4 回首页第7章数模与模数转换电路 R-2R 倒T形电阻网络 DAC 基本原理 集成 D/A 转换器 AD7520 电路结构和应用 D/A 转换器的主要技术指标 D/A 转换器 2017 年2月 16 日星期四西华师范大学岳淼 5 回首页第7章数模与模数转换电路 1、R-2R 倒T形电阻网络 DAC 基本原理图模拟开关 S 3-S 0表示四位二进制数四位的二进制数当D i =1 表示 S i接 1,电阻上通过电流流向 I 01当D i =0 即表示开头接 0,流过相应电阻的电流流向 I 02到地端各节点向右看的二端网络的等阻值为 R 等效电路为 2017 年2月 16 日星期四西华师范大学岳淼 6 回首页第7章数模与模数转换电路由基准电源 V REF供出电流为:I R=V REF/R 因此由节点 D分出去的两路支路电流必相等,则有 3 3 3 412 R R 2 I = I = I = I 2 ? 2017 年2月 16 日星期四西华师范大学岳淼 7 回首页第7章数模与模数转换电路同理可以得出: 当D I =1 时,表示相应的 I i流向 I O1, 0 0 0 1 R4 1 2 = = = 2 2 I I I I ? ? 1 1 1 2 R4 1 2 = = = 2 2 I I I I ? ? I I I I ? ? 2 2 2 3 R 4 1 2 = = = 2 2 ?? 3 2 1 0 REF O1 3 2 1 0 4V I = D 2 + D 2 + D 2 + D 2 2 R ? ???? R-2R 倒T形电阻网络 D/A 转换器 2017 年2月 16 日星期四西华师范大学岳淼 8 回首页第7章数模与模数转换电路运算放大器和 T形网络中各支路电阻、反馈电阻组成反相求和运算电路。可得输出电压为: 若取 R f=R,则 D/A 转换后的输出电压表示为: 同理,当D i为n位的二进制数,则相应 R-2R 倒 T 形电阻网络也有 n个节点,则 D/A 转换后的输出电压为: REF oV u N ?? 10 42 ? REF onV u N ?? 102 ? 2017 年2月 16 日星期四西华师范大学岳淼 9 回首页第7章数模与模数转换电路 AD7520 电路的内部电路结构 2、集成 D/A 转换器 AD7520 电路结构和应用符号图 2017 年2月 16 日星期四西华师范大学岳淼 10 回首页第7章数模与模数转换电路当R =10k Ω,2R =20k Ω,故R F =10k Ω, 根据公式则转换后的输出电压为:其中 T 1 -T 7构成两个互为倒相的 CMOS 反相器。当D i = 1 时,T 1导通,T 4 ,T 5为高电平,T 6 ,T 7为低电平,T 8截止,T 9导通,I i 流向 I 01 当D 0 =0 时,T 9截止,T 8导通,I i流向 I 02起到电流模拟开关作用。 REF oV u N ?? 10 102 ? REF onV u N