8数模和模数转换.ppt

8.2 D/A转换器 8.2.1 D/A转换基本原理 8.2.2 权电阻网络D/A转换器 8.2.3 T型电阻网络D/A转换器 8.2.4 倒T型电阻网络D/A转换器 8.2.5 DAC的主要参数 8.3 A/ D转换器 8.3.1 A/ D转换的一般步骤及分类 8.3.2 直接型A/D转换器 8.3.3 间接A/D转换器 8.3. 5 A/D转换器的主要技术参数 vc -UREF R +Ui S1 C ? ? ? ? S2 vo A + ﹣ C + ﹣ ? ? ? vo0，vc=1 vo≥0，vc=0 vS1 第一次积分：（定时积分）:转换开始(t=0)时，电子开关S1接通模拟输入信号电压US1=Ui，积分器开始对输入的Ui进行积分 第二次积分：（定值积分）:开关S1接到-UREF，积分器开始反向积分 优点：有较强的抗干扰能力，由于采用积分器取样，采样电压值Ui是采样时间（T1）内Ui的平均值，若选取采样时间T1为20ms的整数倍，则可有效地滤出工频干扰。 缺点：是转换速度低，要两次积分，转换一次最少也需要2T1=2n+1TC时间。 这种转换器大多用于精度较高而转换速度要求不高的仪器仪表中，它在数字万用表等对速度要求不高的场合得到广泛应用。 * §8.1 概述 §8.2 D/A 转换器 §8.3 A/D 转换器 第8章 数/模与模/数转换 数字系统具有很多优点，特别是包含微机的数字系统，更具有高度智能化的优点，所以目前先进的信息处理和自控设备大都是数字系统，例如，数字通信系统，数字电视及数字仪表等。 8.1 概述 在数字系统内，只能对数字信号进行处理，而实际信号大多是连续变化的模拟信号，例如电压、电流、声音、图像、温度、压力、速度等。就需要把模拟量转化为数字量，以便数字系统进行处理。 相反，数字系统处理后的数字量也需要转化为模拟量才能应用。 模拟量 数字量 Analog Digital A/D 模/数转换器简称ADC 数字量 模拟量 D/A 数模转换器简称DAC 模拟控 制器 模拟传 感器 ADC 数字控制 系统 或计算机 系统 DAC 典型数字控制系统框图 将非电模拟量转化为模拟电压或电流 数字系统的 重要接口部件 一个n位二进制可表示为D= dn-1 dn-2… d1 d0 D=dn-1×2n-1+dn-2 ×2n-2 … d1 ×21 +d0 ×20 UO= 式中k为比例系数（转换系数），是一个常数；D为n位二进制数。 Uo= kD k (dn-1×2n-1+dn-2 ×2n-2 … d1 ×21 +d0 ×20) DAC转换特性：输入数字量与模拟量的对应关系 D 000 001 010 011 100 101 110 111 1 2 5 6 0 3 4 7 uo/V 最小输出电压ULSB ： 相临两组代码代码转换出来的模拟量之差。 分辨率： 电路所能分辨出的最小输出电压与最大输出电压之比。 分辨率= ULSB Uomax = 1 2n-1 设D为三位二进制 要求uomax=7V 四位二进制的分辨率？ 若最大输出电压仍为7V，最小输出电压将变大还是变小？ 分辨率= ULSB Uomax = 1 2n-1 DAC 有权电阻网络型 T型电阻网络型 倒T型电阻网络型 数模转换器的分类： DAC 电压型 电流型 它由寄存器、模拟电子开关、权电阻解码网络、运算放大器和基准电源组成。 di=1，Si接至–UR； di=0，Si接地。 Uo ● ? ? ? ? 2n-2R 2n-1R 2n-3R ?UR RF S1 S2 Sn-1 20R S0 N 数字寄存器 d0 ● ? ? ? ? … … 寄存指令 – + ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● d1 d2 d n-1 A Uo ● ? ? ? ? 2n-2R 2n-1R 2n-3R ?UR RF S1 S2 Sn-1 20R S0 N 数字寄存器 d0 ● ? ? ? ? … … 寄存指令 – + ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● d1 d2 d n-1 A 当某一位di为1时， Si接基准电压–UR Ii= 2n-1-iR = -UR 2n-1R 2i -UR 输入数码di=0时，Si接地，所以Ii=0 由此可将di位产生的电流写成： i i n R i d R U I 2 2 1 - - = Uo ● ? ? ? ? 2n-2R 2n-1R 2n-3R ?UR RF S1 S2 Sn-1 20R S0 N 数字寄存器 d0 ● ? ? ? ? … … 寄存指令 – + ● ● ● ●