模拟量和数字量转换.ppt

第7章 模拟量和数字量的转换 第7章 模拟量和数字量的转换 7.1 D/A转换器 1. 电路 7.1.3 R-2R T型电阻网络D/A转换器 1. 电路 7.1.3 R-2R T型电阻网络D/A转换器 2. 转换原理 2.转换原理 2. 转换原理 2. 转换原理 2.转换原理 2.转换原理 2.转换原理 7.1.4 R-2R 倒T型电阻网络D? A转换器 . 7.1.5 集成 D/A转换器简介 1) 内部简化电路框图 2) 芯片管脚 7.2 A/D转换器 2. 逐次逼近式A/D转换器 2. 逐次逼近式A/D转换器 1) 转换原理 2) 转换过程 逐次逼近转换过程示意图 3. A/D 变换器的主要技术指标 ADC0809八位A/D转换器 取样－保持电路 vI S(t) vO ＋ － A C (a) 　　要对模拟信号的取样值进行量化和编码，必须使取样值保持一定的时间。 　　取样和保持是由取样－保持电路完成的。 7 S ＋ － A1 L vI S(t) ＋ － A2 vO C 30 300 RP VB 6 5 4 1 2 3 8 （外接） 调零 （外接） (b) V＋ V－ 模拟电压 vI/V 量化值 二进制数输出 7 6 5 4 3 2 1 0 7.5 6.5 5.5 4.5 3.5 2.5 1.5 0.5 7Δ =7 V 111 6Δ =6 V 110 5Δ =5 V 101 4Δ =4 V 100 3Δ =3 V 011 2Δ =2 V 010 1Δ =1 V 001 0Δ =0 V 000 量化方法之一 有舍有五入法 　　（２）量化、编码 　　用数字量表示取样电压值时，要将取样电压化为某个最小数量单位(1 LSB) 的整数倍，这一转换过程称为量化，所取的最小单位称为量化单位，用Δ表示，Δ= 1 LSB。将量化的结果转化为对应的代码，称为编码。 　　实际输入电压值与量化值之间的偏差称为量化误差。 　　四舍五入量化法： 　　采用四舍五入的方法量化取整。最大量化误差为Δ/2。 模拟电压 vI/V 量化值 二进制数输出 8 7 6 5 4 3 2 1 7 =7 V 111 6 =6 V 110 5 =5 V 101 4 =4 V 100 3 =3 V 011 2 =2 V 010 1 =1 V 001 0 =0 V 000 量化方法之二 只舍不入法 0 　　舍去小数量化法： 　　舍去小数直接取整，最大量化误差为△。 　　完成量化编码工作的电路是ADC。按工作原理不同，可分为直接ADC和间接ADC。 　　直接ADC 是将输入模拟电压直接转换成数字量，如并联比较型ADC和逐次比较型ADC。 　　间接ADC 是先将输入模拟电压转换成时间或频率，然后再把这些中间量转换成数字量，如双积分型ADC。  A/D转换器有直接转换法和间接转换法两大类。  直接法是通过一套基准电压与取样保持电压进行比较，从而直接将模拟量转换成数字量。其特点是工作速度高，转换精度容易保证，调准也比较方便。直接A/D转换器有计数型、逐次比较型、并行比较型等。  间接法是将取样后的模拟信号先转换成中间变量时间t或频率f, 然后再将t或f转换成数字量。其特点是工作速度较低，但转换精度可以做得较高，且抗干扰性强。间接A/D转换器有单次积分型、双积分型等。 7.2.2 A/D转换器的主要电路形式 1、并联比较型 - + + - + + - + + - + + - + + - + + - + + ui Us R R R R R R R R D2 D1 D0 数字输出 A G F E C D B 编 码 器 7Us /8 6Us /8 5Us /8 4Us /8 3Us /8 2Us /8 Us /8 优点是转换速度快，缺点 是所需比较器数目多，位数越多矛盾越突出。 7.2.2 A/D转换器的主要电路形式 量化电平依据有舍有入划分为7个电平。 量化单位为 Δ=(1/8)UREF 量化误差为 |εmax|= (1/8)UREF 　　三位并联比较由以下3部分组成： 　　比较器：由７个电压比较器组成，“＋”输入端接输入电压ui，“－”输入端接一定值的比较电压uR，若 ui uR ，比较器输出为1，反之输出为0。 　　分压电阻链：由８个电阻组成，将基准电压进行分压，获得７个比较器的比较电压uR。 　　８线－３线优先编码器：输入、输出均为高电平有效（具有优先级）。 比较器输入 7Us / 8 ui Us 6Us / 8 ui 7Us / 8 5Us / 8 ui 6Us / 8 4Us / 8 ui 5Us / 8 3Us / 8