数模和模数转换4.ppt

第8章数模和模数转换第第第8 88章章章数模和模数转换数模和模数转换数模和模数转换学****要点: ?数模和模数转换的基本原理 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 ; 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一D/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, 这样便实现了从数字量到模拟量的转换。基本原理基本原理 uo 或 io 输出 D/A d0 d1 dn-1 输入)2222( 00 11 22 11 o ?????????????dd ddKu nn nnu? D/A 转换器二D/A 转换器的构成 D/A 转换器R VIR VIR VIR VI REF REF REF REF24816 3 2 1 0????不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端(虚地)还是接到地, 也就是不论输入数字信号是 1还是 0,各支路的电流不变的。 2R4R8R 16R R F I 1I 0 I 2 I 3 I REF i F i S 3 S 0 S 1 S 2 d 0 d 3d 2d 1 +V REF u o -+ 2R4R8R 16R R F I 1I 0 I 2 I 3 I REF i F i S 3 S 0 S 1 S 2 d 0 d 3d 2d 1 +V REF u o -+)2222(2 24816 00 11 22 334 3210 33221100????????????????ddddR V dR VdR VdR VdR V dIdIdIdIi REF REF REF REF REF)2222(2 00 11 22 334 o ??????????????dddd ViRiRu REF FF 设R F =R )2222(2 00 11 22 334 o ??????????????dddd ViRiRu REF FF T型电阻网络 D/A 转换器 R R R 2R 2R 2R 2R 2R RF I1 I'1 I'2 I'3 I'0 I0 I2 I3 IREF iF i S3 S0 S1 S2 d0 d3 d2 d1 +VREF uo - + B C D A①分别从虚线 A、B、C、D处向右看的二端网络等效电阻都是 R。②不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端(虚地)还是接到地,也就是不论输入数字信号是 1还是 0,各支路的电流不变。从参考电压端输入的电流为:R VI REF REF?R VIIR VII R VIIR VII REF REF REF REF REF REF REF REF16 16 1 88 1 44 1 22 1 0 1 2 3???????? R R R 2R 2R 2R 2R 2R RF I1 I'1 I'2 I'3 I'0 I0 I2 I3 IREF iF i S3 S0 S1 S2 d0 d3 d2 d1 +VREF uo - + B C D AR VI REF REF?)2222(2 )2 14 18 116 1( 00 11 22 334 3210 33221100????????????????ddddR V R Vdddd dIdIdIdIi REF REF)2222(2 00 11 22 334 o ????????????? ddddR RViRiRu F REF FFF RRR 2R2R2R2R2RR F I 1 I' 1 I' 2 I' 3 I' 0I 0 I 2 I 3 I REF i F i S 3 S 0 S 1 S 2 d 0 d 3d 2d 1 +V REF u o -+ B C D A(1)分辨率 分辨率用输入二进制数的有效位数表示。在分辨率为 n 位的 D/A 转换器中,输出电压能区分 2 n 个不同的输入二进制代码状态,能给出 2 n个不同等级的输出模拟电压。 分辨率也可以用 D/A 转换器的最小输出电压与最大输出电压的比值来表示。 10位 D/A 转换器的分辨率为: (2)转换精度 D/A 转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差,即最大静态转换误差。(3)输出建立时间 从输入数字信号起,到输出电压或电流到达稳定值时所需要的时间,称为输出建立时间。 001 .01023 112 1 10??? 转换器主要性能指标