数模与模数转换技术.doc

第 13章数/ 模与模/ 数转换技术本章要求:了解数-模、模- 数转换的基本原理,理解常见数-模、模- 数转换器的电路特点、主要参数及应用。本章内容: 在数字处理技术中不仅需要将模拟信号转换数字信号,而且需要将处理过的数字信号再转换为模拟信号。本章主要讲授数- 模、模- 数转换的基本原理、常见的典型电路及 A/D 、 D/A 转换器的主要技术指标。本章学时: 2学时 数/ 模转换技术本节学时: 1学时本节重点: D/A 转换器基本原理及其主要技术指标。教学方法:以常用 D/A 转换器为例介绍其工作原理。教学手段: 传统教学结合电工电子技术 EDA 仿真, 通过例题使学生理解并掌握本章内容。教学内容: 将数字量( Digital )转换为模拟量( Analog )的装置称为数/ 模转换器( 简称 D/A 转换器)。本节介绍常用的三种 D/A 转换器。 权电阻 D/A 转换器 “电子模拟开关”、“权电阻求和网络”、“运算放大器”和“基准电源”等部分组成。如图 1示。 2. 工作原理电子模拟开关(S 0~ S 3) 是受二进制数 D 0~ D 3 控制由电子器件构成的开关。当 D i = 1时,则开关 S i接到位置 1上,将基准电源 U R经电阻 R i引起的电流接到运算放大器的虚地点;当 D i= 0时,开关 Si接到位置 0,将相应电流直接接地而不进运放。根据反相比例运算公式可得: 显然,输出模拟电压的大小直接与输入二进制数的大小成正比,从而实现了数字量到模拟量的转换。 D/A 转换器的缺点:电阻阻值太多。?)2222 0 01 12 23 30DDDDR UUU FR??????????- + R R2 R4 R8D 1 R F U RS 0S 1S 2S 30U 0 D 0D 2D 3 011图1 权电阻 D/A 转换器原理图 R/2R 倒 T 型电阻网络 D?A 转换器 D ?A 转换是在该转换器的输入端输入数字量 D 3D 2D 1D 0 ,然后计算出对应各个数字量的输出模拟量。如图 13-2 是 R/2R 倒T型电阻 D/A 转换器。在该转换器的输入端输入数字量 1000 、0100 、0010 和0001 其输出模拟量分别为: (1)数字量为 1000 D 3 =1 、D 2 =D 1 =D 0 =0 ,如图 13-3 所示, 根据电阻串并联规律,有R EQ =2R 。由于运放的反相端是虚地,没有电流流过 R EQ。因此有: R I2 5?因此模拟量输出电压: V52)2 5(??????RR IR U fO (2)数字量为 0100 的情况 D 3 =0 、D 2 =1 、D 1 =0 、D 0 =0 ,如图 13-4 所示。流过电阻 R f的电流 I为R I2 ?则输出的模拟量 U )2 (??????RR IR U fO (3)数字量为 0010 的情况如果数字量为 0010 ,就是说 D 3 =0 、D 2 =0 、D 1 =1 、D 0 =0 ,这种情况如图 13-5 所示。图 13-4 D 3 =0、D 2 =1、D 1 =0、D 0 =0 R8 R 7 R EQ Rf2R =2RU O R R 58 R R