数字电子技术（第五版） 课件 第8章 数模与模数转换电路.pptx

第8章数/模与模/数转换电路

图9.1.1典型的自动控制和信息处理系统结构框图A/D转换器（AnalogtoDigitalConverter）A/D转换器模拟电压（电流）数字量???D/A转换器（DigitaltoAnalogConverter）D/A转换器模拟电压（电流）数字量???能够实现模拟信号到数字信号转换的电路能够实现数字信号到模拟信号转换的电路

1.D/A转换的基本原理图9.1.2数/模转换器示意图一、数/模转换的基本原理和分类DAC?????

2.DAC的基本结构及分类一般的数模转换器的基本组成可分为四部分，即：电阻译码网络、模拟开关、基准电压源和求和运算放大器。图9.1.3数模转换器原理图按译码网络类型分权电阻网络DAC倒T型电阻网络DAC权电流网络DAC权电容网络DAC开关树型DAC按输入方式分并行输入DAC串行输入DAC

1.电路结构图9.1.44位权电阻网络DAC电路图二、权电阻网络DAC基准电压模拟开关电阻网络求和运算电路

2.原理分析运放工作在线性状态：◆虚断◆虚短◆虚地?????

2.原理分析???????

3.电路特点优点：结构比较简单，所用的电阻元件数很少；缺点：各个电阻的阻值相差较大，尤其在位数较多时。改进方法（一）：采用双级权电阻网络。图9.1.5双级权电阻网络结构思考1、Rs=8R是如何求解出来的？2、若Rs前有M位数字输入，后面有N位数字输入，则求解Rs的通式是什么？M位N位

1.电路结构及原理分析三、倒T型电阻网络DAC模拟开关电阻网络基准电压源????????????图9.1.64位倒T型电阻网络DAC电路图求和放大器

????????????1.电路结构及原理分析流入每个2R电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。三、倒T型电阻网络DAC??????????????

该电流与输入二进制数的大小成正比，实现了数字量到模拟电流的转换。4位DAC：n位DAC：????若Rf=R???????????

2.应用示例（1）基准源提供的电流为???????????????

2.应用示例?????????（2）当D3D2D1D0=1000时，只有支路电流I3流向Rf。???

2.应用示例?????????（2）同理，当D3D2D1D0=0100时，?当D3D2D1D0=0010时，?当D3D2D1D0=0001时，??

（3）输入数字量与输出电压VO的关系表00000.01000-5.00001-0.6251001-5.6250010-1.2501010-6.2500011-1.8751011-6.8750100-2.5001100-7.5000101-3.1251101-8.1250110-3.7501110-8.7500111-4.7351111-9.375

1.问题引出在权电阻网络DAC和倒T形电阻网络DAC中的模拟开关在实际应用中，总存在一定的导通电阻和导通压降，而且每个开关的情况又不完全相同，所以它们的存在无疑会引起转换误差，影响转换精度。四、权电流型DAC

2.电路原理权电流型DAC可有效的解决这一问题。其示意图如下：图9.1.7权电流型DAC电路原理图恒流源电路常使用下图所示的电路结构形式：图9.1.8权电流型DAC中的恒流源?

3.电路结构图9.1.9利用倒T形电阻网络的权电流型DAC电压相同

4.原理分析由电路分析知：推论：对于输入n位二进制数码的这种电路结构的DAC，输出电压的计算公式可写成：???

1.设计原理前面讲的DAC输出电压都是单极性的，得不到正、负极性的输出电压。而具有双极性输出的DAC能够把以补码形式输入的正负数分别转换成正负极性的模拟电压。下面以输入为4位二进制补码的情况为例，说明转换的原理。五、具有双极性输出的DAC

十进制数补码输入要求输出的模拟电压+3011+3V+2010+2V+1001+1V00000-1111-1V-2110-2V-3101-3V-4100-4V十进制数补码输入偏移码输