数字逻辑 第七章 中规模通用集成电路及其应用 第四版精品.ppt

3．按输出模拟信号的类型分类 　　根据输出模拟信号的类型，D/A转换器可分为电流型和 电压型两种。常用的D/A转换器大部分是电流型，当需要将 模拟电流转换成模拟电压时，通常在输出端外加运算放大 器。 　　随着集成电路技术的发展,D/A转换器在电路结构、性 能等方面都有很大变化。从只能实现数字量到模拟电流转 换的D/A转换器,发展到能与微处理器完全兼容、具有输入 数据锁存功能的D/A转换器,进一步又出现了带有参考电压 源和输出放大器的D/A转换器，大大提高了D/A转换器综合 性能。 第七章 中规模通用集成电路及其应用 三、典型芯片----集成D/A转换器DAC0832 　　DAC0832是用CMOS工艺制作的8位D/A转换器,采用20引脚双列直插式封装。 1．主要性能 分辨率：8位 ； 转换时间：1μs ； 缓冲能力：双缓冲 ； 输出信号类型：电流型 。 第七章 中规模通用集成电路及其应用 　　常用的D/A转换器有8位、10位、12位、16位等种类，每种又有不同的型号。 2．结构框图和管脚排列图 DAC0832的内部结构框图和管脚排列图分别如图(a)、图(b)所示。 第七章 中规模通用集成电路及其应用 7.3.3 集成A/D转换器 　　通常，A/D转换的过程包括采样、保持和量化、编码两大步骤。 　　采样：是指周期地获取模拟信号的瞬时值，从而得到一系列时间上离散的脉冲采样值。 　　保持：是指在两次采样之间将前一次采样值保存下来，使其在量化编码期间不发生变化。 　　采样保持电路一般由采样模拟开关、保持电容和运算放大器等几个部分组成。 第七章 中规模通用集成电路及其应用 　　经采样保持得到的信号值依然是模拟量，而不是数字量。任何一个数字量的大小，都是以某个最小数字量单位的整数倍来表示的。 　　量化：将采样保持电路输出的模拟电压转化为最小数字量单位整数倍的转化过程称为量化。 　　所取的最小数量单位叫做量化单位，其大小等于数字量的最低有效位所代表的模拟电压大小，记作ULSB。 　　编码：把量化的结果用代码(如二进制数码、BCD码等)表 示出来，称为编码。 　　A/D转换过程中的量化和编码是由A/D转换器实现的。 第七章 中规模通用集成电路及其应用 一、A/D转换器的类型 　　A/D转换器的类型很多，根据转换方法的不同，最常用的A/D转换器有如下几种类型。 　　1．并行比较型A/D转换器 　　并行比较型A/D转换器由电阻分压器、电压比较器、数码寄存器及编码器4个部分组成。 　　优点：转换速度快。其转换时间只受电路传输延迟时间的限制，最快能达到低于20ns。 　　缺点：随着输出二进制位数的增加,器件数目按几何级数增加。一个n位的转换器，需要2n-1个比较器。例如，n=8时，需要 28-1=255个比较器。因此，制造高分辨率的 集成并行A/D转换器受到一定限制。 　　适用于要求转换速度高、但分辨率较低的场合。 第七章 中规模通用集成电路及其应用 　　2．逐次比较型A/D转换器 　　逐次比较型A/D转换器是集成ADC芯片中使用最广泛的一 种类型。它由电压比较器、逻辑控制器、D/A转换器及数码 寄存器组成。 　　特点：转换速度较快，且输出代码的位数多，精度高。 第七章 中规模通用集成电路及其应用 　　3．双积分型A/D转换器 　　双积分型A/D转换器是一种间接A/D转换器。由积分器、检零比较器、时钟控制门和计数器等几部分组成。 　　工作原理：把输入的模拟电压转换成一个与之成正比的时间宽度信号，然后在这个时间宽度里对固定频率的时钟脉冲进行计数，其结果就是正比于输入模拟信号的数字量输出。 　　优点：精度高、抗干扰能力强；缺点:速度较慢. 　　广泛用于对速度要求不高的数字化仪表。 二、A/D转换器的主要技术参数 　　1．分辨率 　　分辨率是指输出数字量变化一个最小单位(最低位的变化)对应输入模拟量需要变化的量。输出位数越多，分辨率越高。通常以输出二进制码的位数表示分辨率。 　　2．相对精度 　　相对精度是指实际转换值偏离理想特性的误差。 　　通常以数字量最低位所代表的模拟输入值来衡量，如相对精度不超过± 。 第七章 中规模通用集成电路及其应用 　　3．转换时间 　　转换时间是指A/D转换器从接到转换命令起到输出稳定的数字量为止所需要的时间。 三、集成A/D转换器典型芯片---ADC0809 　　常用的集成A/D转换器有8位、10位、12位、16位等，每种又可分为不同的型号。 （详见教材相关内容） 第七章 中规模通用集成电路及其应用 例：用8路 MUX 和3-8线译码器构造3位二进制数等值比较器。