第12章 数模和模数转换器.ppt

第12章 数模和模数转换器.pptDAC、,必须把模拟信号转换成数字信号,才能送入数字系统进行处理。同时,往往还需把处理后的数字信号转换成模拟信号,作为最后的输出。我们把前一种从模拟信号到数字信号的转换称为模/数转换,或简称为ADC;把后一种从数字信号到模拟信号的转换称为DAC转换。同时,把实现模/数转换的电路称为A/D转换器;把实现数/模转换的电路称为D/A转换器。概述第2页在目前常见的D/A转换器中,有权电阻网络D/A转换器,倒梯形电阻网络D/A转换器等。A/D转换器的类型也有多种,可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大类。在直接A/D转换器中,输入的模拟信号直接被转换成相应的数字信号;而在间接A/D转换器中,输入的模拟信号先被转换成某种中间变量(如时间、频率等),然后再将中间变量转换为最后的数字量。(DAC)数/模转换器中的文字D代表数字量,A代表模拟量,转换器用C表示。。DAC是将输入的二进制数字信号转换成模拟信号,以电压或电流的形式输出。因此DAC可以看作是一个译码器。一般常用的线性DAC,其输出模拟电压U和输入数字量D之间成正比关系,即U=KD,式中K为常数。第2页D/A转换器的一般结构如下图所示,图中数据锁存器用来暂时存放输入的数字信号。n位锁存器的并行输出分别控制n个模拟开关的工作状态。通过模拟开关,将参考电压按权关系加到电阻解码网络。电子开关电阻网络数据锁存器基准电压求和放大数字量输入模拟量输出DAC组成框图第2页对于有权码,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,从而实现数字/模拟转换。当输入的数字量是由n位8421BCD码表示的数字信号:DAC电路的输出模拟电压u0(或模拟电流i0)为:电流转换系数电压转换系数第2页DAC的转换特性曲线理想特性数字输入模拟输出当Ru(或Ri)为1、n=3时,根据上式可得DAC的转换特性曲线如下图所示。(1)分辨率:指最小输出电压(对应输入的数字量最低位为1,其他位均为0)与最大输出电压(对应输入的数字量各位全为1)之比。第2页由上式可看出,当um一定时,输入数字量的位数n越多,分辩能力也就越高。(2)绝对精度(或绝对误差)和非线性度:绝对精度是指输入端加对应满刻度数字量时,DAC输出的实际值与理论值之差。一般绝对误差应低于uLSB/2。在满刻度范围内,偏离理想转换特性的最大值称为非线性误差。非线性误差与满刻度值之比称非线性度,常用百分比表示。(3)建立时间:指输入变化后,输出值稳定到距最终输出量±uLSB所需的时间。建立时间反映了DAC电路转换的速度。除此之外,在选用DAC器件时,还需要考虑其电源电压、输出方式、输出值范围及输入逻辑电平等参数。第2页