數(shù)字電路與邏輯設計-ch9.數(shù)—模與模—數(shù)轉(zhuǎn)換ppt課件

1、第九章第九章 數(shù)數(shù)模和模模和模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)轉(zhuǎn)換9.1 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器9.2 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器9.1 概述概述 vo或或io 輸輸出出 D/A d0 d1 dn1 輸輸入入 )dddd(Kvnnnnu00112211o2222 D/A轉(zhuǎn)換器的組成：轉(zhuǎn)換器的組成：D/A轉(zhuǎn)換器的分類：轉(zhuǎn)換器的分類：1. 理想運算放大器理想運算放大器Auo ， rid ，ro 0 ， KCMR 2. 電壓傳輸特性電壓傳輸特性 uo= f (ui)線性區(qū)：線性區(qū)：uo = Auo(u+ u)非線性區(qū)：非線性區(qū)：u+ u 時，時， uo = +Uo(sat) u+ u 時，時， uo = Uo(sat) uo+ u+u

2、+UCCUEE 由于由于 uo = Auo(u+ u )所以所以(1) 差模輸入電壓約等于差模輸入電壓約等于 0 即即 u+= u ,稱稱“虛短虛短 (2) 輸入電流約等于輸入電流約等于 0 即即 i+= i 0 ,稱稱“虛斷虛斷 電壓傳輸特性電壓傳輸特性+uouu+i+i u+ u uo線性區(qū)線性區(qū)Uo(sat)+Uo(sat) O Auo越大，運放的越大，運放的 線性范圍越小，必線性范圍越小，必 須加負反響才干使須加負反響才干使 其任務于線性區(qū)。其任務于線性區(qū)。，輸入數(shù)字量輸入數(shù)字量D輸出的模擬量應正比輸出的模擬量應正比于輸入的數(shù)字量。于輸入的數(shù)字量。 V0=VRD333222111000

3、 dRVIdRVIdRVIdRVIRRRR ，)2222(00112233FFFo ddddVRRRIVR)2222( 001122330123ddddRVIIIIIR 則則，33221102R 2 2 RRRRRRR 若若)22(1313 RVIIIRB130(1010)22(KRVRVRF nnRnnnnnRDVddddVV2)2222(2001122110 為了抑制權電阻電路難以保證精度問題，常為了抑制權電阻電路難以保證精度問題，常采用倒采用倒T T型電阻網(wǎng)絡型電阻網(wǎng)絡D/AD/A轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。BBAACCDD1.1.分辨率分辨率00101023112110. dn-1 d1 d0 數(shù)

4、數(shù) 字字 量量 輸輸 出出 (n位位 ) ADC的的 數(shù)數(shù) 字字化化 編編 碼碼 電電 路路 CPS S C ADC 采采 樣樣 -保保 持持 電電 路路 采采 樣樣 展展 寬寬 信信 號號 輸輸 入入 模模 擬擬 電電 壓壓 ui(t) us(t) 采采樣樣采采樣樣采采樣樣堅堅持持堅堅持持堅堅持持采采樣樣采采樣樣堅堅持持堅堅持持uouitt 為減小采樣信號的失為減小采樣信號的失真，采樣開關真，采樣開關S S的控制信的控制信號號CPsCPs的頻率的頻率fsfs必需滿足必需滿足fs2fimaxfs2fimax。(fimax (fimax 為為輸入電壓頻譜中的最高頻輸入電壓頻譜中的最高頻率率) )

5、分壓器分壓器比較器比較器存放器存放器 編碼器編碼器0uiVR/15時，時，7個比個比較器輸出全為較器輸出全為0，CP到來到來后，后，7個觸發(fā)器都置個觸發(fā)器都置0。經(jīng)編碼器編碼后輸出的經(jīng)編碼器編碼后輸出的二進制代碼為二進制代碼為D2D1D0000。VR/15ui3VR/15時，時，7個比較器中只需個比較器中只需C1輸出輸出為為1，CP到來后，只需觸到來后，只需觸發(fā)器發(fā)器F1置置1，其他觸發(fā)器，其他觸發(fā)器仍為仍為0。經(jīng)編碼器編碼后。經(jīng)編碼器編碼后輸 出 的 二 進 制 代 碼 為輸 出 的 二 進 制 代 碼 為D2D1D0 =001。依此類推，可以列出依此類推，可以列出ui為為不同等級時存放器的

6、形不同等級時存放器的形狀及相應的輸出二進制狀及相應的輸出二進制數(shù)。數(shù)。8 g + 4 g8 g + 4 g + 2 g8 g + 4 g + 1 g 18 g8g 13g ，12g 13g，13g 13g，13g暫時結果暫時結果砝砝 碼碼 重重比比 較較 判判 斷斷順順 序序1. 分辨率分辨率 以輸出二進制數(shù)的位數(shù)表示分辨率。位數(shù)越多，以輸出二進制數(shù)的位數(shù)表示分辨率。位數(shù)越多，誤差越小，轉(zhuǎn)換精度越高。誤差越小，轉(zhuǎn)換精度越高。2. 轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度 取決于電路的類型。并聯(lián)比較型最快，逐次逼取決于電路的類型。并聯(lián)比較型最快，逐次逼近型次之，雙積分式近型次之，雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器最低。轉(zhuǎn)換器最低。3. 相對精度相對