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1、电工电子技术,北京交通大学 张晓冬,Analog,Digital,引入,“翻译”,2003年全国大学生电子设计竞赛赛题,Analog,Digital,引入,“翻译”,5.1 总论,5.2 A/D转换器,5.3 D/A转换器,5.4 A/D和D/A 转换器综合应用,Email me please if you have any questions: win_,CH5 A/D转换器和D/A转换器,New！,5.1.0 学习要求,New！,5.1.1 学习重点,5.1 本章总论, 本章学习要求,掌握A/D 、 D/A 转换的基本原理； 掌握各种A/D 、 D/A 转换器的工作原理； 掌握几种集成A/
2、D 、 D/A转换器的应用； 能够估计A/D 、 D/A转换器的误差。,5.1.0 学习要求,Email me please if you have any questions: win_,5.1.0 学习重点, 本章学习重点, A/D 、 D/A转换原理； A/D 、 D/A转换器的设计思路和工作原理； 集成A/D 、 D/A转换器的应用 。,Email me please if you have any questions: win_,5.2.2 逐次比较型A/D转换器,New！,5.2.3 双积分型A/D转换器,5.2 A/D转换器,5.2.0 A/D转换器需求案例,5.2.5 A/D转
3、换器产品举例,5.2.4 并行比较型A/D转换器,5.2.1 A/D转换器基本原理,工程应用,ADC 工程应用一例,放大,5.2.0 A/D转换器需求案例,简化,简化,位置传感信息,电动机控制信号,规范化,计算机 控制系统,机械 运动机构,传感器输出电压为05V，分辨力为2.5mV,运动控制范围为0100mm，控制精度不低于0.1mm,ADC,ADC在何处？,工程应用,需要解决什么问题?,分辨力,转换误差,转换速率,抗干扰能力,工作可靠性,价格,5.2.0 A/D转换器需求案例, A/D转换原理, A/D转换参数,Email me please if you have any question
4、s: win_,5.2.1 A/D转换基本原理,基础知识, A/D转换原理,A/D转换将模拟信号转换为数字信号,若参考量为R， 则 DA/R,?,5.2.1 A/D转换基本原理,基础知识,需要一个参考量, A/D转换原理,量化单位,5.2.1 A/D转换基本原理,基础知识, A/D转换原理,5.2.1 A/D转换基本原理,基础知识, A/D转换原理,量化误差因mmin 不能是无穷小而带来的误差。量化误差是不可消除的。,5.2.1 A/D转换基本原理,基础知识, A/D转换原理,？问题 ？,既然存在量化误差，那么采用了A/D转换器，会不会使整个系统处理数据的精度较模拟系统更低？,5.2.1 A/
5、D转换基本原理, A/D转换参数,5.2.1 A/D转换基本原理,基础知识,分辨力A/D转换器分辨最小模拟量的能力，也就是最低有效位LSB所代表的模拟量。,分辨率A/D转换器的位数。 位数越多，分辨最小模拟量的能力也就越强。,分辨力与分辨率是统一的，有的材料对二者不加区分。, A/D转换参数,量化误差,5.2.1 A/D转换基本原理,基础知识, A/D转换参数,精度 nLSB,满量程相对误差 nLSB量化带来的误差,A/D转换器的精度不仅仅取决于量化误差，而是由多种因素决定的。如某A/D转换器的精度为0.5%1LSB。1LSB称为一个字误差，通常即为量化误差。,5.2.1 A/D转换基本原理,
6、基础知识, A/D转换参数,5.2.1 A/D转换基本原理,基础知识,线性, A/D转换参数,转换速率每秒转换的次数,5.2.1 A/D转换基本原理,基础知识,转换时间完成一次转换所需要的时间,二者关系？,二种关系,Email me please if you have any questions: win_,5.2.2 逐次比较型型ADC,基本原理,5.2.3 双积分型ADC,基本原理,基本原理,5.2.3 双积分型ADC,基本原理,时段：固定时间积分,到时结束；,时段：固定斜率积分，过零结束。,5.2.3 双积分型ADC,基本原理,优点：精度较高，对元件要求低,缺点：速度低,5.2.3 双
7、积分型ADC,5.2.4 并行比较型ADC,基本原理,并行比较型A/D转换器,工程应用基础,ADC0809,特点： 属CMOS电路 8路模拟输入，8 bit 输出(3S门) 与常用P兼容 采用逐次比较法，转换时间约100s,5.2.5 A/D转换器产品举例,工程应用基础,5.2.5 A/D转换器产品举例,ICL7106/7107,特点： 直接输出7段译码信号 7106驱动LCD；7107驱动LED 十进制3位半A/D转换器 双积分型电路，内含基准源,工程应用基础,5.2.5 A/D转换器产品举例,工程应用基础,5.2.5 A/D转换器产品举例,MAX1011,特点： 6bit高速A/D转换器，
8、速率可达90M 带偏移矫正的55MHZ带宽差动放大器 功耗仅190mW 有效位为5.85bit,工程应用基础,5.2.5 A/D转换器产品举例,工程应用基础,5.2.5 A/D转换器产品举例,A/D转换器最新产品举例,TI推出业界首个集成12位a-d转换器和超低功耗闪存的微控制器系列,-ADC,工程应用基础,5.2.5 A/D转换器产品举例,全国大学生电子设计竞赛题目,Email me please if you have any questions: win_,问题征集,A/D转换器应用练习,问题征集,通过观察，较系统地提出一个ADC的应用问题。,Email me please if you have any questions: win_,A/D转换器应用练习,Email me please if you have any questions: win_,再见！,