何惠玲《数字电路与逻辑设计》szdl 11 数模转换.ppt

第十一章 数-模和模-数转换 概述 数-模转换器(DAC) 模-数转换器(ADC) 计算举例 小结 概述 数-模转换器——（Digital to Analog Converter) 模-数转换器——（Analog to Digital Converter) ADC和DAC在数字系统中的应用 ADC和DAC的分类 ADC和DAC的主要性能指标: ADC和DAC在数字系统中的应用 ADC和DAC在数字系统中的应用 ADC与DAC ADC和DAC应用举例 ADC和DAC的主要分类 一.数-模转换器——DAC *集成运算放大器简介 理想集成运算放大器 1.权电阻网络DAC 电路原理图(4位DAC) 1.权电阻网络DAC （续1） 分析 1.权电阻网络DAC（续2） 计算电压vO （对 4 位 DAC）： 1.权电阻网络DAC（续3） 计算电压vO （对n位DAC）： 1.权电阻网络DAC-计算举例 计算电压vO ( 取RF = R / 2) 倒T型电阻网络DAC 电路图 倒T型电阻网络DAC 倒T型电阻网络DAC 3. 其它类型DAC 权电流型电路图: 具有双极性输出的DAC 双极性输出: 当输入数字量有±极性时，输出的模拟电压也对应为±。 原理: (以3位DAC为例) 具有双极性输出的DAC 电路实现: (以3位DAC为例) 集成DAC 集成DAC芯片（两类型）: ** 含DA (倒T型电阻)网络、模拟开关 ** 含DA (倒T型电阻)网络、模拟开关、运算放大器 常用集成DAC芯片： 集成DAC芯片的输入方式： 并行输入有：DAC0832（8位） 串行输入有：MAX515 （10位） CB7520与模拟开关电路 例：集成DAC0832 集成DAC——CB7520与模拟开关电路 CB7520 及模拟开关电路: 集成DAC与模拟开关电路 5.DAC的主要性能指标和主要参数 模拟输出量VO: 转换精度： *分辩率： *转换误差： 转换速度： 二.模-数转换器——ADC 主要类型： ADC的基本原理 A/D转换的基本步骤： ADC的采样和保持 采样和保持波形说明： ADC的采样和保持电路 ADC的量化和编码 量化和编码说明： ADC的量化方法 并联比较型ADC 电路图（3位ADC）： 并联比较型A/D转换器 并联比较型A/D转换器 2.计数型ADC 电路图（4位ADC）： 组成: n位二进制计数器、 n位DA转换器、比较器、控制电路 2.计数型ADC 电路图（n位ADC）： 2. 逐次渐近型ADC 电路图（n位ADC的结构框图和电路原理图）： 组成: 逐次渐近寄存器、n位DA转换器、比较器、控制电路 逐次渐近型ADC——电路原理图 电路图（n位ADC的结构框图和电路原理图）： 组成: 逐次渐近寄存器、n位DA转换器、比较器、控制电路 逐次渐近型ADC——原理分析(1) 逐次渐近型ADC——原理分析(2) 3. 双积分型ADC 电路图： 组成: 比较器和控制电路 n位计数器 n位输出 3. 双积分型ADC-工作波形分析 双积分ADC——电路实现 集成ADC 常用集成ADC芯片：4位；6位；8位等 集成ADC芯片的输出方式：并行输出；串行输出 并行输出有：ADC0809（8位） 串行输出有： 例：集成ADC0809 模-数转换器的性能指标和参数 转换速度 计算举例 例1：权电阻8位DAC，已知：VREF =-10V， D求：VO ？ 例2：8位DAC输出满度电压为8V，它的最小分辨电压VLSB？若改为10位DAC，其分辨电压VLSB ？ 例3：8位DAC中，已知满刻度电压为VOM =5V， 求最小分辨电压VLSB和分辨率？ 例4：8位ADC输入满量程为10V，当输入电压 为3.5V时，求输出D？ 例5：8位ADC中,计算并比较各种类型ADC的转换速度 计算举例_1 例1：权电阻8位DAC，已知：VREF =-10V， D求：VO ？ 解: 计算举例_2 例2：8位DAC输出满度电压为8V，它的最小分辨电压VLSB？若改为10位DAC，其分辨电压VLSB ？ 解: 计算举例_3 例3：8位DAC中，已知满刻度电压为VOM =5V，求最小分辨电压VLSB和分辨率？ 解: 计算举例_4 例4：8位ADC输入满量程为10V，当输入电压为3.5V 时，求输出D？ 解: * 求最小分辨电压V