第十一章清华阎石数字电子技术基础第五版教学

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,数字电子技术基础第五版,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十一章清华阎石数字电子技术基础第五版教学,第十一章 数-模D/A和模-数A/D转换,11.1 概述,一、用途及要求,传感器,放大器,A/D,转换,微型计算机,控制,对象,D/A,转换,温度,时间,！精度,！速度,电加热炉,热电偶,执行机构,三、分类,11.2 D/A转换器,D,111101,D/A,A(电压 或 电流),？,11.2.1 权电阻网络D/A转换器,一、电路构造和工作原理,优缺点：,1.优点：简单,2.缺点：电阻值相差大，难于保证精度，且大电阻不宜于集成在IC内部,11.2.2 倒T形电阻网络DAC,希望用较少类型的电阻，仍然能得到一系列权电流,R,R,R,R,11.2.6 具有双极性输出的DAC,当输入数字量有极性时，,希望输出的模拟电压也对应为。,一、原理,例：输入为3位二进制补码。最高位为符号位，正数为0，负数为1,补码输入,对应的,十进制,要求的,输出,D2 D1 D0,0,1,1,+3,+3V,0,1,0,+2,+2V,0,0,1,+1,+1V,0,0,0,0,0V,1,1,1,-1,-1V,1,1,0,-2,-2V,1,0,1,-3,-3V,1,0,0,-4,-4V,原码输入,对应的,输出,偏移后,的输出,D2 D1 D0,1,1,1,+7V,+3V,1,1,0,+6V,+2V,1,0,1,+5V,+1V,1,0,0,+4V,0V,0,1,1,+3V,-1V,0,1,0,+2V,-2V,0,0,1,+1V,-3V,0,0,0,0V,-4V,补码输入,对应的,十进制,要求的,输出,D2 D1 D0,0,1,1,+3,+3V,0,1,0,+2,+2V,0,0,1,+1,+1V,0,0,0,0,0V,1,1,1,-1,-1V,1,1,0,-2,-2V,1,0,1,-3,-3V,1,0,0,-4,-4V,D/A,*将符号位反相后接至高位输入*将输出偏移使输入为100时，输出为0,1,二、电路实现,*将符号位反相后接至高位输入*将输出偏移使输入为100时，输出为0,11.2.7 DAC的转换精度与速度,一、转换精度,分辨率理论精度,用输入数字量的二进制数码位数给出,n位DAC,应能输出0 2n-1个不同的等级电压，区分出输入的000到111，2n-1个不同状态,2.转换误差实际精度,用最低有效位的倍数来表示,有时也用绝对误差与输出电压满刻度的百分数来表示,二、误差分析,D,111101,A/D,A(电压 或 电流),？,11.3 A/D转换器,11.3.1 A/D转换的根本原理,输入连续变化电压，输出为不连,续的数字量,二、量化和编码,量化：将采样电压表示为最小数量单位的整数倍,编码：将量化的结果用代码表示出来二进制，二-十进制,量化误差：当采样电压不能被整除时，将引入量化误差,11.3.2 抽样保持电路,！加大输入电阻,！减小输出电阻,！Av=1,11.3.3 并联比较型A/D转换器,并联比较型,量化,输入量化 编码,111,110,101,100,011,010,001,000,2、特点,*快，CLK触发信号到到达输出稳定建立只需几十纳秒,*精度，受参考电压、分压网络等因素影响,*有存储器，不需要S/H电路,*电路规模，n位需要2n-1比较器，触发器,11.3.4 反响比较型A/D转换器,计数型,根本原理：取一个“D加到DAC上，得到模拟输出电压，将该值与输入电压比较，如两者不等，那么调整D的大小，到相等为止，那么D为所求值,！简单,！慢,2、逐次渐近型,！电路不太复杂,！较快,1 0 0 0 0,3位：5个CLK,N位,:(n,+2)个CLK,11.3.5 双积分型A/D转换器,双积分型V-T变换型,先将V转换成与之成正比的时间宽度信号，然后在这个时间,内用固定频率脉冲计数,电路实现,11.3.6 V-F变换型A/D转换器,11.3.7 ADC的转换速度与转换精度,一、速度取决于电路构造类型,并联比较型：1微秒,逐次渐近型：10100微秒/次,双积分型：几十毫秒/次,二、转换精度,1.分辨率：以输出二进制或十进制的位数表示，说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。,2.转换误差：通常以输出误差最大值的形式给出，表示实际输出的数字量和理论上应有的输出数字量之间的差异。,谢谢,38,谢谢大家！,结 语,