电工学第14章模拟信号与数字信号的相互转换

电工技术电工技术第第 14 章章 模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号的相互转换的相互转换 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页 大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系214.1 数模转换器数模转换器 数字量数字量 与数字量等值与数字量等值 的十进制数成的十进制数成 正比的模拟量正比的模拟量 D/A D/A 转换器的组成：转换器的组成：(1)数码寄存器数码寄存器(2)模拟电子开关电路模拟电子开关电路(3)解码网络解码网络(4)求和电路求和电路(5)基准电压基准电压大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系3D4 D3 D2 D1UREF 3R 82R 2R 2R 2R 2R 2R4 3 2 1 S4 S3 S2 S1 UoR R R 数模转换器数模转换器 电子双电子双 向开关向开关 Di=0 0 时，时，Si 接地；接地；Di=1 1 时，时，Si 接接UREF。大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系43R 82R 2R 2R 2R 2R 2R4 3 2 1 S4 S3 S2 S1 UoR R RUi=0=0(1)D4D3D2D1=00000000 时时 大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系5(2)D4D3D2D1=0000001 1 时（时（S1 单独接单独接 UREF）UREF+2R 2R 2R R 4 2R 2R 1 3 R 2 R 3R 8 Uo1 2R UREF 24 Uo1=输出：输出：大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系6(3)D4D3D2D1=00001 10 0 时（时（S2 单独接单独接 UREF）UREF+2R 2R 2R R 4 2R 2R 1 3 R 2 R 3R 8 Uo2 2R 输出：输出：UREF 23 Uo2=大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系7(4)D4D3D2D1=0 01 10000 时（时（S3 单独接单独接 UREF）+UREF2R 2R R 4 2R 2R 1 3 R 2 R R 3R 8 Uo3 2R 输出：输出：UREF 22 Uo3=大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系8(5)D4D3D2D1=1 1000000 时（时（S4 单独接单独接 UREF）+UREF2R 2R 2R R 4 2R 2R 1 3 R 2 R 3R 8 Uo4 2R 输出：输出：UREF 21 Uo4=大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系9Uo=D4Uo4D3Uo3D2Uo2D1Uo1 UREF 24+1Uo=2i Di 4i=1UREF2Uo=(D4 D3 D2 D1)UREF22UREF23UREF24 Di=1 1 时，时，Si 接接 UREF；Di=0 0 时，时，Si 接地。接地。若输入为若输入为 n 位，则位，则 UREF 2n+1Uo=2i Di ni=1122i Di ni=1与与n 位二进制数位二进制数等值的十进制数等值的十进制数大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系10最小输出电压最小输出电压 输入二进制数为输入二进制数为 0 01 0 01 最大输出电压最大输出电压 输入二进制数为输入二进制数为 1 11 1 11 Uomin Uomax KRR=1 2n1=分辨率分辨率 KRR 大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系11 电子双向开关电子双向开关 T1UREFDiSiUCC UBBT2T3T4Di=0 0 时，时，T4 饱和导通，饱和导通，Si=0 0；Di=1 1 时，时，T3 饱和导通，饱和导通，Si=1 1。大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系12解：解：(1)输入二进制数为输入二进制数为 10111011 时时=2710(026025 124023122121)V =1.718 75 V 例例14.1.1 某六位某六位 R2R 型数模转换器的基准电压型数模转换器的基准电压 UREF=10V，求输入二进制数为，求输入二进制数为 10111011 和和 111101111101 两种两种 情况下的输出模拟电压及该数模转换器的分辨率。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 UREF 26+1Uo=2i Di 6i=1UREF 26+1Uo=2i Di 6i=1(2)输入二进制数为输入二进制数为 111101111101 时时(3)分辨率分辨率 KRR=1 2n1 =1 261=0.0159大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系1314.2 模数转换器模数转换器 逐次逼近型逐次逼近型 A/D 转换器的工作原理转换器的工作原理 在最高位在最高位设定数字量设定数字量 1 1D/A模拟量模拟量 与待转换的与待转换的 模拟量比较模拟量比较 修改修改 在次高位在次高位设定数字量设定数字量 1 1D/A模拟量模拟量 修改修改 与待转换的与待转换的 模拟量比较模拟量比较直至设定的数字量与待转换的模拟量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。之间的误差小于最低一位数字量为止。大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系14Q4 Q3 Q2 Q11DC1RD SD RD SD RD SD RD SD1DC11DC11DC1顺序脉冲分配器顺序脉冲分配器FF4 D/A 转换器转换器8uxuA1111FF3 FF2 FF1 D4 D3 D2 D1 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 0 00 00 00 0清零清零 大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系15*14.3 数字电路的应用举例数字电路的应用举例 信号源信号源计时电路计时电路时间标准信号时间标准信号 译码显示电路译码显示电路 分频电路分频电路信信 号号秒秒较时电路较时电路报时电路报时电路大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系16门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体 振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计数器（二十四进制）（二十四进制）分显示器分显示器 分译码器分译码器 分计数器分计数器（六十进制）（六十进制）秒显示器秒显示器 秒译码器秒译码器 秒计数器秒计数器（六十进制）（六十进制）门门正常正常 计时时计时时 60 个秒脉冲个秒脉冲出一个进位脉冲出一个进位脉冲 60 个分脉冲个分脉冲出一个进位脉冲出一个进位脉冲 大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系17门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体 振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计数器（二十四进制）（二十四进制）分显示器分显示器 分译码器分译码器 分计数器分计数器（六十进制）（六十进制）秒显示器秒显示器 秒译码器秒译码器 秒计数器秒计数器（六十进制）（六十进制）门门关闭进位脉冲关闭进位脉冲“时计数器时计数器”按秒按秒 的速度快速走时的速度快速走时 校对校对 小时时小时时 大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系18控制控制“门门”引导哪路信号引导哪路信号门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体 振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计数器（二十四进制）（二十四进制）分显示器分显示器 分译码器分译码器 分计数器分计数器（六十进制）（六十进制）秒显示器秒显示器 秒译码器秒译码器 秒计数器秒计数器（六十进制）（六十进制）门门关闭进位脉冲关闭进位脉冲“分计数器分计数器”按秒按秒的速度快速走时的速度快速走时校对校对 分钟时分钟时 大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系19(1)反光纸的光线使光电二极管导通。反光纸的光线使光电二极管导通。(2)转子每转一圈，电阻转子每转一圈，电阻 R 上形成一个脉冲信号。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。整形电路将不规矩的脉冲信号变换成规矩的方波信号。(4)与门间隔地开通与门间隔地开通 1s，计数器记录，计数器记录 1s 内的脉冲个数。内的脉冲个数。(5)译码显示实时地显示转速值。译码显示实时地显示转速值。放大器放大器 整形整形 电路电路 与门与门 计数器计数器 译码器译码器 基准时间基准时间 脉冲发生器脉冲发生器 显示器显示器 RU 反光纸反光纸 电机电机 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页