数电数模与模数转换器.ppt

第九章数模与模数转换器重点: 1. 了解 D/A 、 A/D 转换的基本概念和转换原理。 2. 了解 D/A 、 A/D 转换常用芯片的使用方法。(1-2) 模模??数数( ( A/D ) )与数与数??模模( ( D/A ) )转换器是计算机与外转换器是计算机与外部设备的重要接口部设备的重要接口, ,也是数字测量和数字控制系统的也是数字测量和数字控制系统的重要部件。重要部件。将模拟量转换为数字量的装置称为模将模拟量转换为数字量的装置称为模??数转换数转换器器( (简称简称 A/D A/D 转换器或转换器或 ADC ADC ) ); ; 传感器传感器模拟控制模拟控制模模拟拟信信号号在计算机中进行在计算机中进行数字显示数字显示数字控制数字控制数数字字信信号号 ADC ADC DAC DAC 将数字量转换为模拟量的装置称为数将数字量转换为模拟量的装置称为数??模转换器模转换器( (简称简称 D/A D/A 转换器或转换器或 DAC DAC ) ) (1-3) D/A转换器 DD D 0 1 n-1 ... v o 输入输出§ D/A 转换器一. D/A 转换器的基本原理 D/A 转换器的输入信号为数字信号,输出信号为模拟量(电压或电流)。其基本工作原理是:先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量,然后相加,即可得到与数字量成正比的总模拟量。当D n-1…D 1 D 0=输入大小不同数字量时:v o=输出大小不同的电压值 n位二进制数 D/A 转换器的分类: 倒T形电阻网络 D/A 转换器、权电流型 D/A 转换器等。(1-4) S 0~S 3:开关,由输入数码 D i 控制其动作。当D i =1 时, S i 接运算反相输入端(右边); 当D i =0 时, S i 将电阻 2R接地(左边) 。二. 倒T形电阻网络 D/A 转换器 1、电路(4位)u o 2R +V REF S 2S 3S 1S 02R2R 2R 2R?++- R F D 3D 2D 1D 0 R RR 参考电压(1-5) 2、工作原理目的:求出 u o ~ D 3 D 2 D 1 D 0的关系。 u o 2R +V REF S 2S 3S 1S 02R2R 2R 2R?++- R F D 3D 2D 1D 0 R RRII R I 3I 1I 0I 2∵u -=u +=0, i -=i +=0∴从V REF 看进去总电阻为: u -u +i -i +I 3=I/2 , I 2=I/4 , I 1=I/8 , I 0=I/16 R 总电流:I=V REF / R , 各分支电流: (1-6)u o 2R +V REF S 2S 3S 1S 02R2R 2R 2R?++- R F D 3D 2D 1D 0 R RRII R I 3I 1I 0I 2u -u +i -i + 可见:I 3=I/2,I 2=I/4,I 1=I/8,I 0=I/16 I R=I 3D 3 +I 2D 2+I 1 D 1+I 0D 0 0123 16 842 D ID ID ID I????)2222 ( 4 03 12 21 3DDD DR V REF????)2222(2 0 01 12 23 34DDDDR V REF?????(1-7) )2222(2 0 01 12 23 34DDDDR VI REF R????? RF oIRu??)2222(2 0 01 12 23 34DDDD VR R REF F??????若输入 n位数字量:D n-1 、D n-2 …D 1、D 0 , 则输出电压为: )2222(2 0 01 12 21 1DD D D VR Ru n nn nn REF F o ???????????u o 2R +V REF S 2S 3S 1S 02R2R 2R 2R?++- R F D 3D 2D 1D 0 R RRII R I 3I 1I 0I 2u -u +i -i +(1-8)u o 2R +V REF S 2S 3S 1S 02R2R 2R 2R?++- R F D 3D 2D 1D 0 R RRII R I 3I 1I 0I 2u -u +i -i +)2222(2 0 01 12 21 1DD D D VR Ru n nn nn REF F o ???????????当输入 0011 时: 0 0 1 1 32 4???? REF F oVR Ru当输入 0111 时: 72 4???? REF F oVR Ru可见:输出的模拟量与输入数字量成正比(1-9) 3、倒 T型集成 D/A 转换器—— AD7533 (1) 电路—— P434