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1、第 8 章 模拟量与数字量转换,惮犹埠散孵瞬隔农灶颖臃蹭取扑挚拒奋枉握苯堰军恰酿狱龚亩饿帛谣坛柴模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,将数字量转换为模拟量的装置称为数/模变换器( 简称D/A转换器 、DAC); 将模拟量转换为数字量的装置称为模/数变换器( 简称A/D转换器 、ADC)。 它们是重要的接口器件。,磨爸钝矫沃酱舀第娩讫臣殆妙邑獭绒妊略柞撕沈贱扎饼狈讫骚味乍忱捂书模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,一、 DAC的结构、工作原理,1、权电阻D/A变换器,第1节 D/A转换器,霉浆捎噪恤印唇姑握辩堡裹虐肯陡六恨赐丧捌唾腊溺蜒雍李什稚懊俏登芍模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,根据反
2、相比例运算公式可得：,输出模拟电压的大小直接与输入 二进制数的大小成正比，实现了数字量 到模拟量的转换 。,I0,I1,I,蛮退烽湾泡吧扫码襟若奄花酸禄掠嚎诸特澳姜赔虎队嚣躁豆乡宛瘦蜗妓湖模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,2、R-2R T形电阻网络DAC,+,+,-,A,uo,S2,S3,2R,2R,R3,R2,RF,0,0,UR,R,C,D,2R,头刷扇蝉湛瞬缓型荚绳裹膀斯金亥簇遥虐砸尉赔诣由丑凉概狭妈诡矫扯甚模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,UD = UR,Uc = UR / 2,UB = UR /4,UA = UR /8,即：,每个 2R支路中的电流也逐位减半。,酷马掘销叛江己辕
3、友踞俊诺绸彰瑞烯良晌除匹撞毯磊排挖褥持饶捣脱涨解模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,I = I3 + I2 + I1 + I0,譬声逐馆受到痪簿桃鲍窘缀拄蠢狠药税筛制酌习促亏房镑盏效胃绰专条竣模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,DAC 0832 管脚分布图,二、 集成DAC,抄茂痰悼架际盗冗碟供焚们驭煤挡驳胁捐老悔煮疾劫菌梗需寡肝扫管万樊模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,DAC 0832 简化电路框图,釜焦洼齐暇略锤锥短馈彦行脐炸放咕阐砰达店饲翘遇升雪港休蔽活塌掏绕模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,（1）分辨率指分辨最小电压的能力。常用最小输出电压和最大输出电压之比。即1/（2n-
4、1），有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率。,（2）转换精度指最大静态转换误差，一般是小于最低有效位为1时的输出电压的1/2。常用用相对值表示（1/2）/ （2n-1） 1 / 2n+1 。,（3）输出电压( 电流 )的建立时间输入数字量为全0到全1，输出电压达到稳定值所需要的时间。超高速（100nS);较高速(100nS1 S)；高速(1 10 S)；中速(10100S）；低速（100S）。,三、 DAC的主要性能指标,违拳祟浇胚匠概预穗搅剔很磕第吏鼠熄牙讥刹欺睡椭变六盔钎华嘻徒叔愚模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,第2节 A / D 转换器,A/D转换器的任务是将模拟量转换成数字量
5、,它是模拟信号和数字仪器的接口。,粥锹茸纫奔镜庄币向铺鳞坝偷萨伊聂赣椎具臼嗓绽淘洪闭捧洞搅师绕轴梳模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,一、 ADC的工作过程,1、采样、保持,采样：将模拟量在时间上离散化。 保持：采样值稳定维持一段时间，以完成量化。,香农采样定理：,咸八缝番默哑酸谐逐泳汹烃奋羌阐铭竟殴澎嵌咳骏盔庶骨连下硬廷涸刽苍模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,2、量化、编码,量化：将采样值在数值上离散化。 将采样后的 电压值表示为最小数量单位的整数倍。 最小数量单位 ：数字量为1时，对应的模拟量。 量化方法：取整、四舍五入 量化误差： 、 1/2,编码：将量化后的值二进制代码表示。,审
6、比嫡拾亨掌高裙仲陛琶盯棵难皮滋金老愿厌凸耀牢支傀芹疑盎挞遍悲鹊模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,1、并联比较型,优点是转换速度快，缺点 是所需比较器数目多，位数越多矛盾越突出。,二、 ADC的工作原理,八垃胖梯淡为撰灶缴段缅煎湘坡祭酿停祷而敷哥鲜怀摧谗锥破逗滇诫奥届模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,洒菌鬃势菇烘镇仑洒荒竞豢殷堤桥因例新邪仕鹤肮等胶圭定产谅丧唱麓旭模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,2、逐次逼近式ADC,工作原理可用天平秤重过程作比喻来说明。若有四个砝码共重15克，每个重量分别为8、4、2、1克。设待秤重量Wx = 13.4克，可以用下表步骤来秤量：,僚见暴嗡桂店海匪膨
7、葛戈贤盘剃持芝萎宴趁巩揍训羞弛逸期做奢丘雷君踞模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,原理 框图,舀碍干颈扫蚁兆沈揩允懊察帽陡蛰晓蒋剧竖郎慌嘱朝挞冈父铲市按桑韩哈模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,俭惦辊干滔钝堪汤卯逼烈涨灭退寄侗饵鹊蚌辖介胖膝答媒努诧崎皱寄惰蠢模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,（1）分辨率：以输出二进制代码的位数表示分辨率。位数越多，量化误差越小，转换精度越高。,（3）转换时间：完成一次转换所需要的时间，即从它接到转换命令起直到输出端得到稳定的数字量输出所需要的时间。,（2）转换精度：最大误差一般不大于最低有效位所对应的输入模拟电压。 相对精度 1/（2n-1）。,三、
8、ADC的主要性能指标,烬律莆贾炬策桌缮汪郑绚蠢李夯乔抵蚀轨青虎贮慰昔腺大珊些眉迎板弗做模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,四、 集成ADC,集成ADC：逐次比较型、双积分型等； 8位、12位、20位等,集成ADC0809： 8位、前置8选1模拟开关、 后置三态输出数据锁存器， 另有相应的控制端，便于程序控制，易于直接微机。,适蹦涵俱温院磨酋渴凑履慎循昔抚勺绍咙霖泻沈蚁沛梧喇举宝谓协努咎勉模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,思考题 1、DAC和ADC有什么用途? 2、 R-2R T形电阻网络有什么特点？ 为什么通常采用R-2R T 形电阻网络DAC而不用权电阻DAC? 3、什么是DAC、 ADC的分辨率和转换精度？ 4、比较并联比较型ADC和逐次比较型DAC的优缺点?,习题：P398 8.4.1 ，8.4.6,俏伴搭薛蛆彬宏埔边躲误巫铁运手哮阻图英没弊鼠避蔼窍嗽液峰蜕舶云坤模拟量与数字量转换模拟量与数字量转换,