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第9章数—模和模—数转换 模数转换即将模拟电量转换为数字量,使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。实现模数转换的电路称模数转换器Analog to Digital Converter,简称A/D 转换器或ADC。 数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电流),使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。实现数模转换的电路称数模转换器Digital to Analog Converter,简称D/A 转换器或DAC。计算机模拟信号模拟信号A / DD / D/ D/A转换器的基本原理nn位二位二进制数进制数输入输入模拟电压输出模拟电压输出1 2 1 01 2 1 02 2 2 2n nn nD d d d d? ?? ?? ?????????输出模拟量1 2 1 0O O 1 2 1 0( ) ( 2 2 2 2 )n nn nV I KD K d d d d? ?? ?? ? ?????????或二进制数D的按权展开式为按照译码网络的不同分类:权电阻网络D/A 转换器、倒T形电阻网络D/A 转换器、权电流型D/A 转换器、权电容网络D/A 转换器等。下面仅介绍权电阻网络D/A转换器和目前集成D/A转换器中常用的倒T形电阻网络D/A转换器。 权电阻网络D/A转换器4位权电阻网络D/A转换器主要由权电阻网络、模拟开关、求和运算放大器和基准电源VREF四部分组成。REF3 3VI dR?REF2 22VI dR?REF1 122VI dR?REF0 032VI dR?O F F 3 2 1 0( )V R i R I I I I??? ?????3 2 1 0REF3 2 1 04( 2 2 2 2 )2Vd d d d?? ???对于n位的权电阻网络D/A转换器: 1 2 1 0REFO 1 2 1 0( 2 2 2 2 )2n nn nnVV d d d d? ?? ??? ?????特点:结构比较简单,所用的电阻元件数很少。缺点:各个电阻的阻值相差较大,尤其在输入信号的位数较多时,这个问题就更加突出。,相应的开关将电阻接到运算放大器A的反相输入端(求和点虚地);当某位数码为0时,相应的开关将电阻接到运算放大器的同相输入端(地)。II/16VREF2R2R2R2R2RRRRI/8I/4I/2REF/I V R?3 2 1 02 4 8 16I I I Ii d d d d?? ???3 2 1 0REFO 3 2 1 04( 2 2 2 2 )2VV i R d d d d??? ?? ???对于n位输入的倒T形电阻网络D/A转换器:1 2 1 0REFO 1 2 1 0( 2 2 2 2 )2n nn nnVV d d d d? ?? ??? ?????倒T形电阻网络D/A转换器的特点是:1. 电阻种类少,只有R和2R两种,有利于提高制作精度; ,不论开关状态如何,各支路的电流始终不变,因此不需要电流建立时间;,不存在传输时间差,因而提高了转换速度,并减小了动态过程中输出端可能出现的尖峰脉冲。