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数模和模数转换 (4).ppt

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关于数模和模数转换(4)第1页,共29页,星期日,2025年,2月5日第8章数模和模数转换8.1概述8.2D/A转换器8.3A/D转换器第2页,共29页,星期日,2025年,2月5日8.1概述能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器,简称A/D转换器或ADC;能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器,简称D/A转换器或DAC。ADC和DAC是沟通模拟电路和数字电路的桥梁,也可称之为两者之间的接口。第3页,共29页,星期日,2025年,2月5日8.2D/A转换器8.2.1D/A转换器的基本原理8.2.2D/A转换器的构成8.2.3集成D/A转换器及其应用第4页,共29页,星期日,2025年,2月5日8.2.1D/A转换器的基本原理将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量,然后将代表各位的模拟量相加,所得的总模拟量就与数字量成正比,这样便实现了从数字量到模拟量的转换。基本原理第5页,共29页,星期日,2025年,2月5日转换特性D/A转换器的转换特性,是指其输出模拟量和输入数字量之间的转换关系。图示是输入为3位二进制数时的D/A转换器的转换特性。理想的D/A转换器的转换特性,应是输出模拟量与输入数字量成正比。即:输出模拟电压uo=Ku×D或输出模拟电流io=Ki×D。其中Ku或Ki为电压或电流转换比例系数,D为输入二进制数所代表的十进制数。如果输入为n位二进制数dn-1dn-2…d1d0,则输出模拟电压为:第6页,共29页,星期日,2025年,2月5日(1)分辨率分辨率用输入二进制数的有效位数表示。在分辨率为n位的D/A转换器中,输出电压能区分2n个不同的输入二进制代码状态,能给出2n个不同等级的输出模拟电压。分辨率也可以用D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压的比值来表示。10位D/A转换器的分辨率为:(2)转换精度D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差,即最大静态转换误差。(3)输出建立时间从输入数字信号起,到输出电压或电流到达稳定值时所需要的时间,称为输出建立时间。第7页,共29页,星期日,2025年,2月5日8.2.2D/A转换器的构成不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端(虚地)还是接到地,也就是不论输入数字信号是1还是0,各支路的电流不变的。第8页,共29页,星期日,2025年,2月5日设RF=R/2第9页,共29页,星期日,2025年,2月5日①分别从虚线A、B、C、D处向右看的二端网络等效电阻都是R。②不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端(虚地)还是接到地,也就是不论输入数字信号是1还是0,各支路的电流不变。第10页,共29页,星期日,2025年,2月5日第11页,共29页,星期日,2025年,2月5日第12页,共29页,星期日,2025年,2月5日1.DAC0832(1)DAC0832的逻辑结构DAC0832是美国国家半导体公司生产的8位D/A芯片。P2098.2.3集成D/A转换器及其应用第13页,共29页,星期日,2025年,2月5日第14页,共29页,星期日,2025年,2月5日本节小结:D/A转换器的功能是将输入的二进制数字信号转换成相对应的模拟信号输出。D/A转换器根据工作原理基本上可分为二进制权电阻网络D/A转换器和T型电阻网络D/A转换器两大类。由于T型电阻网络D/A转换器只要求两种阻值的电阻,因此最适合于集成工艺,集成D/A转换器普遍采用这种电路结构。如果输入的是n位二进制数,则D/A转换器的输出电压为:第15页,共29页,星期日,2025年,2月5日8.3A/D转换器8.3.1A/D转换器的基本原理8.3.2A/D转换器的构成8.3.3集成A/D转换器及其应用第16页,共29页,星期日,2025年,2月5日8.3.1A/D转换器的基本原理模拟电子开关S在采样脉冲CPS的控制下重复接通、断开的过程。S接通时,ui(t)对C充电,为采样过程;S断开时,C上的电压保持不变,为保持过程。在保持过程中,采样的模拟电压经数字化编码电路转换成一组n位的二进制数输出。第17页,共29页,星期日,2025年,2月5日t0时刻S闭合,CH被迅速充电,电路处于采样阶段。由于两个放大器的增益都为1,因此这一阶段uo跟随ui变化,即uo=ui。t1时刻采样阶段结束,S断开,电路处于保持阶段。若A2的输入阻抗为无穷大,S为理想开关,则CH没有放电回路,两端保持充电时的最终电压值不变,从而保证电路输出端的电压uo维持不变。场效

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