模擬量與數(shù)字量轉(zhuǎn)換.ppt

1、第 8 章 模擬量與數(shù)字量轉(zhuǎn)換,將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的裝置稱為數(shù)/模變換器( 簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換器 、DAC); 將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的裝置稱為模/數(shù)變換器( 簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器 、ADC)。 它們是重要的接口器件,一、 DAC的結(jié)構(gòu)、工作原理,1、權(quán)電阻D/A變換器,第1節(jié) D/A轉(zhuǎn)換器,根據(jù)反相比例運(yùn)算公式可得,輸出模擬電壓的大小直接與輸入 二進(jìn)制數(shù)的大小成正比，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字量 到模擬量的轉(zhuǎn)換,I0,I1,I,2、R-2R T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC,A,uo,S2,S3,2R,2R,R3,R2,RF,0,0,UR,R,C,D,2R,UD = UR,Uc = UR / 2,UB = UR /4,UA =

2、UR /8,即,每個(gè) 2R支路中的電流也逐位減半,I = I3 + I2 + I1 + I0,DAC 0832 管腳分布圖,二、 集成DAC,DAC 0832 簡(jiǎn)化電路框圖,1）分辨率指分辨最小電壓的能力。常用最小輸出電壓和最大輸出電壓之比。即1/（2n-1），有時(shí)也用輸入數(shù)字量的有效位數(shù)來(lái)表示分辨率,2）轉(zhuǎn)換精度指最大靜態(tài)轉(zhuǎn)換誤差，一般是小于最低有效位為1時(shí)的輸出電壓的1/2。常用用相對(duì)值表示（1/2）/ （2n-1） 1 / 2n+1,3）輸出電壓( 電流 )的建立時(shí)間輸入數(shù)字量為全0到全1，輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定值所需要的時(shí)間。超高速（100nS);較高速(100nS1 S)；高速(1 10

3、S)；中速(10100S）；低速（100S,三、 DAC的主要性能指標(biāo),第2節(jié) A / D 轉(zhuǎn)換器,A/D轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,它是模擬信號(hào)和數(shù)字儀器的接口,一、 ADC的工作過(guò)程,1、采樣、保持,采樣：將模擬量在時(shí)間上離散化。 保持：采樣值穩(wěn)定維持一段時(shí)間，以完成量化,香農(nóng)采樣定理,2、量化、編碼,量化：將采樣值在數(shù)值上離散化。 將采樣后的 電壓值表示為最小數(shù)量單位的整數(shù)倍。 最小數(shù)量單位 ：數(shù)字量為1時(shí)，對(duì)應(yīng)的模擬量。 量化方法：取整、四舍五入 量化誤差： 、 1/2,編碼：將量化后的值二進(jìn)制代碼表示,1、并聯(lián)比較型,優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度快，缺點(diǎn) 是所需比較器數(shù)目多，位數(shù)越多矛盾越

4、突出,二、 ADC的工作原理,2、逐次逼近式ADC,工作原理可用天平秤重過(guò)程作比喻來(lái)說(shuō)明。若有四個(gè)砝碼共重15克，每個(gè)重量分別為8、4、2、1克。設(shè)待秤重量Wx = 13.4克，可以用下表步驟來(lái)秤量,原理 框圖,1）分辨率：以輸出二進(jìn)制代碼的位數(shù)表示分辨率。位數(shù)越多，量化誤差越小，轉(zhuǎn)換精度越高,3）轉(zhuǎn)換時(shí)間：完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間，即從它接到轉(zhuǎn)換命令起直到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字量輸出所需要的時(shí)間,2）轉(zhuǎn)換精度：最大誤差一般不大于最低有效位所對(duì)應(yīng)的輸入模擬電壓。 相對(duì)精度 1/（2n-1,三、 ADC的主要性能指標(biāo),四、 集成ADC,集成ADC：逐次比較型、雙積分型等； 8位、12位、20位等,集成ADC0809： 8位、前置8選1模擬開(kāi)關(guān)、 后置三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器， 另有相應(yīng)的控制端，便于程序控制，易于直接微機(jī),思考題 1、DAC和ADC有什么用途? 2、 R-2R T形電阻網(wǎng)絡(luò)有什么特點(diǎn)？ 為什么通常采用R-2R T 形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC而不用權(quán)電阻DAC?