数模转换与模数转换.ppt

第9章数模和模数转换数字电子技术数字电子技术电子教案电子教案? 山东轻工业学院电子信息工程教研室第第第1- 1-1-1 11页页页■第九章数模和模数转换? 9-1 概述? 9-2 D/A 转换器( DAC ) ? 9-3 A/D 转换器( ADC ) 学****要点: ?几种典型数模和模数转换电路的电路结构及工作原理?数模和模数转换器的性能指标第9章数模和模数转换数字电子技术数字电子技术电子教案电子教案? 山东轻工业学院电子信息工程教研室第第第1- 1-1-2 22页页页■ 9-1 概述一、定义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。二、性能指标转换精度和转换速度是衡量 ADC 和 DAC 转换性能的主要指标。第9章数模和模数转换数字电子技术数字电子技术电子教案电子教案? 山东轻工业学院电子信息工程教研室第第第1- 1-1-3 33页页页■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?一、 DAC 的转换原理和转换特性 9-2 D/A 转换器第9章数模和模数转换数字电子技术数字电子技术电子教案电子教案? 山东轻工业学院电子信息工程教研室第第第1- 1-1-4 44页页页■理想的 D/A 转换器的转换特性,应是输出模拟量与输入数字量成正比。即: 输出模拟电压 u o=K u×D 或输出模拟电流 i o=K i×D 其中 K u或K i 为电压或电流转换比例系数, D为输入二进制数所代表的十进制数。第9章数模和模数转换数字电子技术数字电子技术电子教案电子教案? 山东轻工业学院电子信息工程教研室第第第1- 1-1-5 55页页页■二、 DAC 的类型在常见的 DAC 中,主要有如下几种类型: ⒈权电阻网络 DAC ; ★2. 倒梯形( T型)电阻网络 DAC ; ★3. 权电流型 DAC ; 4. 开关树型 DAC 等; 5. 权电容网络 DAC 。第9章数模和模数转换数字电子技术数字电子技术电子教案电子教案? 山东轻工业学院电子信息工程教研室第第第1- 1-1-6 66页页页■三、典型 DAC 电路的结构及工作原理⒈倒T形电阻网络 DAC 输入数字量电流值? 第9章数模和模数转换数字电子技术数字电子技术电子教案电子教案? 山东轻工业学院电子信息工程教研室第第第1- 1-1-7 77页页页■计算倒 T型电阻网络支路电流的等效电路①分别从虚线 A、B、C、D处向左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。第9章数模和模数转换数字电子技术数字电子技术电子教案电子教案? 山东轻工业学院电子信息工程教研室第第第1- 1-1-8 88页页页■)2222(2 00 11 22 334 o???????????????dddd V Ri Ri V REF 第9章数模和模数转换数字电子技术数字电子技术电子教案电子教案? 山东轻工业学院电子信息工程教研室第第第1- 1-1-9 99页页页■⒉权电流型 DAC (克服模拟开关引起的误差) )2222(2 ) 16 842 00 11 22 334 0123 o??????????????dddd IR d Id Id Id IRiRV F F F( 第9章数模和模数转换数字电子技术数字电子技术电子教案电子教案? 山东轻工业学院电子信息工程教研室第第第1- 1-1-10 1010页页页■四、 DAC 的主要性能指标(转换精度和转换速度) (1)分辨率①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。②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)转换误差:是指输出模拟电压的实际值与理想值之差。有各种因素引起: V REF 波动——比例系数误差; 运放零点漂移——漂移误差; 模拟开关、电阻、三极管等不对称——非线形误差等。 001 0 1023 112 1 10????⒈转换精度