桂工 数字电子技术基础简明教程第七章.ppt

第七章 小 结 一、D/A 转换器 1. 功能： 将输入的二进制数转换成与之成正比的模拟电量。 2. 种类： 权电阻网络、R - 2R T 形电阻网络和 R - 2R 倒 T 形电阻网络 D/A 转换器。 实现数模转换有多种方式，常用的是电阻网络 D/A 转换器，包括 其中以 R - 2R 倒 T 形电阻网络 D/A 转换器为重点作了详 细介绍，它的特点是速度快、性能好，适合于集成工艺制造， 因而被广泛采用。 3. 分辨率和转换精度： 与 D/A 转换器的位数有关，位数越多，分辨率和精度越高。 二、A/D 转换器 1. 功 能： 将输入的模拟电压转换成与之成正比的二进制数。 2. 转换过程： 采样、保持、量化、编码。 采样 – 保持电路 A / D 转换器 采样 - 保持电路： 对输入模拟信号抽取样值，并展宽（保持）。 采样时必须满足采样定理，即 fs ≥ 2 fImax 。 量化 — 对样值脉冲进行分级。 编码 — 将分级后的信号转换成二进制代码。 A / D 转换器： 二、A/D 转换器 3. 种类： 直接转换型和间接转换型。 直接转换型 — 并联比较型（速度快、精度低） 逐次渐近型（速度较快、精度较高） 间接转换型 — 双积分型（速度慢、精度高、抗干扰 能力强） 不论是 D/A 转换还是 A/D 转换，基准电压 VREF 都是一个很重要的应用参数，要理解基准电压的作用，尤其是在 A/D 转换中，它的值对量化误差、分辨率都有影响。 第七章 数模与模数转换电路 一、数/模和模/数转换器是模拟和数字系统间的桥梁 模 / 数（A / D）转换: Analog to Digital Converter （ADC） 数 / 模（D / A）转换: Digital to Analog Converter （DAC） 数字计算机 模拟系统 A/D D/A 二进制 二进制 线性 线性 存储 分析 控制 物理 生物 化学 二、 常见数模、模数转换器应用系统举例 压力传感器 温度传感器 流量传感器 四 路 模 拟 开 关 数 字 控 制 计 算 机 DAC … … 模拟控制器 模拟控制器 液位传感器 DAC … DAC … 模拟控制器 模拟控制器 生 产 控 制 对 象 DAC ADC 物理量 二进制 信号 模拟信号 三、A / D、D / A 转换器的精度和速度 精度保证转换的准确性 速度保证适时控制 7.1 D / A转换器（DAC） 7.1.1 D / A转换的基本要求 1. D / A转换思路 … d0 d1 dn-1 DAC uO或iO n 位 二进制 如 (1101)2 可利用运算放大器实现运算 2. 转换特性 D uO/V 7 6 5 4 3 2 1 001 010 011 100 101 110 111 一、输入、输出关系框图 二、D/A 转换的电路组成 R R R 2R 2R 2R 2R UREF S0 S1 S2 d0 d0 d1 d2 d1 d2 电子 开关 电阻网络 求和运放 当 d2d1d0 = 100, I I / 2 I / 4 I / 8 I/2 I = UREF / R uO 三、工作原理 当 d2d1d0 = 110, I R R R 2R 2R 2R 2R UREF uO I / 2 I / 4 I / 8 当 d2d1d0 = 111, I R R R 2R 2R 2R 2R UREF uO I / 2 I / 4 I / 8 表达式的一般形式 四、输入为 n 位二进制数时的表达式 当 D = dn-1 dn-2 … d1 d0 , 转换比例系数,可理解为分辨率或分解度 7.1.2 DAC 的转换精度、速度和主要参数 一、转换精度 指 D/A 转换器能够分辨出来的最小输出电压(对应的输入数字量只有最低为是1,其余全是0)与满刻度输出电压(对应的输入数字量全是1)之比，也可用输入二进制数的位数表示。 　　为实际输出与理想输出模拟电压间的最大误差。 ULSB UFSR = 1 2n–1 分辨率= LSB —Least Significant Bit 2.转换误差 　　可用占输出电压满刻度值的百分数表示或可用最低有效位（LSB）的倍数表示。 如: ? （LSB）= 输入为 0…01 时输出模拟电压的一半。 1.分辨率（Resolution） FSR — Full Scale Ran