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1、第 14 章 模拟信号与 数字信号的相互转换,下一章,上一章,返回主页,14.1 数模转换器,14.2 模数转换器,14.3 数字电路的应用举例,2,A/D 与 D/A 转换概述,传 感 器,计 算 机,执 行 机 构,控 制 对 象,数 字 量,模 拟 量,数 字 量,模 拟 量,3,14.1 数模转换器,数字量,与数字量等值 的十进制数成 正比的模拟量,D/A,D/A 转换器的组成： (1) 数码寄存器 (2) 模拟电子开关电路 (3) 解码网络 (4) 求和电路 (5) 基准电压,4,数模转换器,电子双 向开关,1 0 0 0,0 0 0 0,5,Ui = 0,= 0,(1) D4D3D
2、2D1 = 0000 时,6,UREF,2R,2R,2R,(2) D4D3D2D1 = 0001 时（S1 单独接 UREF ）,R,R,R,R,输出：,7,UREF,2R,2R,2R,(3) D4D3D2D1 = 0010 时（S2 单独接 UREF ）,R,R,R,R,输出：,8,UREF,2R,2R,2R,(4) D4D3D2D1 = 0100 时（S3 单独接 UREF ）,R,R,R,R,输出：,9,UREF,2R,2R,2R,(5) D4D3D2D1 = 1000 时（S4 单独接 UREF ）,R,R,R,R,输出：,10,Uo = D4Uo4D3Uo3D2Uo2D1Uo1,Di
3、 = 1 时，Si 接 UREF ；Di = 0 时，Si 接地。,若输入为 n 位，则,11,最小输出电压 输入二进制数为 001 最大输出电压 输入二进制数为 111,分辨率 KRR,12,电子双向开关,VT1,UREF,Di,Si,UCC,UBB,VT2,VT3,VT4,1,0,1,1,饱和导通,截止,13,0,1,0,0,电子双向开关,14,解：(1) 输入二进制数为 1011 时,=2710(026025 124023122121 ) V =1.718 75 V,例14.1.1 某六位 R2R 型数模转换器的基准电压 UREF = 10V，求输入二进制数为 1011 和 111101
4、 两种 情况下的输出模拟电压及该数模转换器的分辨率。,=9.531 25 V,(2) 输入二进制数为 111101 时,(3) 分辨率,=0.0159,15,14.2 模数转换器,逐次逼近型 A/D 转换器的工作原理,在最高位 设定数字量 1,与待转换的 模拟量比较,在次高位 设定数字量 1,与待转换的 模拟量比较,直至设定的数字量与待转换的模拟量 之间的误差小于最低一位数字量为止。,16,设 UREF =10 V ux = 6.88 V,CP1 使 Q4Q3Q2Q1 = 1000 uA = 5V 6.88V,0,0,0,0,1,1,17,设 UREF =10 V ux = 6.88 V,CP
5、2 使 Q4Q3Q2Q1 = 1100 uA = 7.5V 6.88V,0,0,0,1,1,1,0,18,设 UREF =10 V ux = 6.88 V,CP3 使 Q4Q3Q2Q1 = 1010 uA = 6.25V 6.88V,0,0,1,1,0,0,1,1,19,设 UREF =10 V ux = 6.88 V,CP4 使 Q4Q3Q2Q1 = 1011 uA = 6.875V 6.88V,0,1,0,1,1,1,CP5 使 Q4Q3Q2Q1 = 1011 uA = 6.875V 6.88V,20,14.3 数字电路的应用举例,一、数字钟 1. 数字钟系统的组成,信号源,计时电路,时间
6、标准信号,译码显示电路,分频电路,较时电路,报时电路,21,1Hz,2 kHz 500 Hz,正常 计时时,60 个秒脉冲 出一个进位脉冲,60 个分脉冲 出一个进位脉冲,2. 数字钟的工作原理,22,1Hz,2 kHz 500 Hz,关闭进位脉冲,“时计数器”按秒 的速度快速走时,校对 小时时,2. 数字钟的工作原理,23,控制“门”引导哪路信号,1Hz,2 kHz 500 Hz,关闭进位脉冲,“分计数器”按秒 的速度快速走时,校对 分钟时,2. 数字钟的工作原理,24,二、数字转速表,(1) 反光纸的光线使光敏二极管导通。 (2) 转子每转一圈，电阻 R 上形成一个脉冲信号。 (3) 整形电路将不规矩的脉冲信号变换成规矩的方波信号。 (4) 与门间隔地开通 1s，计数器记录 1s 内的脉冲个数。 (5) 译码显示实时地显示转速值。,第 14 章 结 束,下一章,上一章,返回主页,