電工學第七版_第23章_模擬量和數(shù)字量的轉換.

1、下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄04RA2dUU 開路電壓開路電壓04R2dU 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄04R2dU 04RA2dU

2、U 開路電壓開路電壓13RA2dUU 開路電壓開路電壓22RA2dUU 開路電壓開路電壓31RA2dUU 開路電壓開路電壓13R2dU 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄2. .轉換原理轉換原理04R13R22R31REA2222dUdUdUdUUU )2222(2001122334R ddddU下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄EF3URRU 輸出電壓輸出電壓)2222(23001122334RF ddddRUR)222(23002211RFo dddRURUnnnnn下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄)222(2002211Ro ddd

3、UUnnnnn)222(23002211RFo dddRURUnnnnn下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄倒倒T型電阻網絡型電阻網絡D A轉換器轉換器2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0+-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄UC = UR / 2UB = UR /4UA = UR /8UD = UR 即：即：2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0+-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR下一頁下一頁返回返回上一頁上一

4、頁退出退出章目錄章目錄RUIRR/ 1021II 2121II 3221II RII213 2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0+-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄0R1R2R3R16842dRUdRUdRUdRU )24(8160123RddddRU 012301IIIII )24(8201234FROddddRRUU 2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0+-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁

5、退出退出章目錄章目錄1. .分辨率分辨率00101023112110. 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄集成集成 ADC 芯片舉例芯片舉例AD7520各管腳功能：各管腳功能：d0 d9：十位數(shù)字量的輸入端；：十位數(shù)字量的輸入端；IO1、IO2：電流輸出端；電流輸出端；RF：反饋信號輸入反饋信號輸入端端；UDD：電源接線端電源接線端；GND：接地端。接地端。UR：參考電源，可正可負；參考電源，可正可負；URIO1IO2RFGNDd4AD752012345678161514131211109UDD+URd3d2d1d0d5d6d7d8d9 +AD7520的外引線排列及連接電路的

6、外引線排列及連接電路下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 DAC0832是八位的是八位的D/A轉換器轉換器, ,即在對其輸入即在對其輸入八位數(shù)字量后，通過外接的運算放大器，可以獲八位數(shù)字量后，通過外接的運算放大器，可以獲得相應的模擬電壓值。得相應的模擬電壓值。23.1.3 DAC0832 D/A轉換器轉換器下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄DAC 0832 簡化電路框圖簡化電路框圖下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄DAC 0832 管腳分布圖管腳分布圖CSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCCUREFRFDGNDILEXF

7、ERIout1Iout21234567891019181716151413121120下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄片選信號，片選信號，低電平有效低電平有效寫入控制，寫入控制，低電平有效低電平有效模擬地端模擬地端D0 D7數(shù)字量輸入數(shù)字量輸入參考電壓參考電壓輸入端輸入端DAC 0832 管腳分布圖管腳分布圖CSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCCUREFRFDGNDILEXFERIout1Iout21234567891019181716151413121120下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄數(shù)字地端數(shù)字地端反饋電阻反饋電阻外接端外

8、接端CSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCCUREFRFDGNDILEXFERIout1Iout21234567891019181716151413121120DAC 0832 管腳分布圖管腳分布圖下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄輸入鎖存允許信輸入鎖存允許信號，高電平有效號，高電平有效芯片工作電壓芯片工作電壓 輸入端輸入端 寫入控制端寫入控制端低電平有效，與低電平有效，與 配合使用配合使用XFERCSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCCUREFRFDGNDILEXFERIout1Iout2123456789101918171615

9、1413121120DAC 0832 管腳分布圖管腳分布圖下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄電流輸出端電流輸出端單極性輸出時。單極性輸出時。Iout2接模擬地接模擬地 傳送控制端傳送控制端低電平有效，與低電平有效，與WR2配合使用配合使用下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 模模數(shù)數(shù)(A/D)轉換器的任務是將模擬量轉換成轉換器的任務是將模擬量轉換成數(shù)字量數(shù)字量, ,它是模擬信號和數(shù)字儀器的接口。根據其它是模擬信號和數(shù)字儀器的接口。根據其性能不同，類型也比較多。性能不同，類型也比較多。 下面介紹逐次逼近式下面介紹逐次逼近式A/D轉換電路的原理和一轉換電路的原理和

10、一種常用的集成電路組件。最后舉例說明其應用。種常用的集成電路組件。最后舉例說明其應用。順序脈沖順序脈沖發(fā)生器發(fā)生器逐次逼近逐次逼近 寄存器寄存器DAC電壓電壓比較器比較器輸出數(shù)字量輸出數(shù)字量輸入電壓輸入電壓 UiUA逐次逼近型模逐次逼近型模數(shù)轉換器原理框圖數(shù)轉換器原理框圖下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄8 g + 4 g8 g + 4 g + 2 g8 g + 4 g + 1 g 8 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 序序下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄QF3SRRF2SQ

11、RF1SQRF0SQ&d3&d2&d1&d0讀出讀出“與門與門”&111d3d0E讀出控制端讀出控制端UiUA電壓電壓比較器比較器逐次逼近逐次逼近寄存器寄存器控制邏輯門控制邏輯門時鐘脈沖時鐘脈沖五位順序脈沖發(fā)生器五位順序脈沖發(fā)生器四位逐次逼近型模四位逐次逼近型模- -數(shù)轉換器的原理電路數(shù)轉換器的原理電路四位四位D/A轉換器轉換器CQ4Q3Q2Q1Q0d2d1下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 uO時鐘時鐘下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄1 0 0 06V 5. 5V4V5V1 1 0 01 0 1 01 0 1 1 )2222(28001122334A d

12、dddUD/A轉換器輸出轉換器輸出UA為正值為正值下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 )222(280066778A dddU下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄6VU /A3D2D1D0Dt0t1t310001100101010001011t2R3211U,D對對應應于于時時 R2411U,D對對應應于于時時 R1811U,D對對應應于于時時 R01611U,D對對應應于于時時 V,8R U設設參參考考電電壓壓543210。輸輸入入電電壓壓V52. 5I U輸輸出出數(shù)數(shù)字字量量轉轉換換完完畢畢 ,10110123 ddddV5 . 5 U對對應應模模擬擬電電

13、壓壓下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄1. 分辨率分辨率 以輸出二進制數(shù)的位數(shù)表示分辨率。以輸出二進制數(shù)的位數(shù)表示分辨率。 位數(shù)越多，誤差越小，轉換精度越高。位數(shù)越多，誤差越小，轉換精度越高。2. 轉換速度轉換速度 完成一次完成一次A/D轉換所需要的時間，即從它接到轉轉換所需要的時間，即從它接到轉 換控制信號起，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字量輸出換控制信號起，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字量輸出 所需要的時間。所需要的時間。3. 相對精度相對精度 實際轉換值和理想特性之間的最大偏差。實際轉換值和理想特性之間的最大偏差。 4. .其它其它 功率、電源電壓、電壓范圍等。功率、電源電壓、電壓范圍

14、等。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄8 通通 道道 模模 擬擬 開開 關關 比較器比較器邏輯控制邏輯控制逐次逼近逐次逼近 寄存器寄存器 D/A轉換器轉換器地址鎖存地址鎖存 譯譯 碼碼 器器三態(tài)輸出鎖存器三態(tài)輸出鎖存器下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄23.2.2 雙積分型雙積分型A/D轉換器轉換器 雙積分型雙積分型A/D轉換器屬于電壓時間變換的間接轉換器屬于電壓時間變換的間接A/D轉換器。轉換器。 基本原理是將一段時間內的輸入模擬電壓基本原理是將一段時間內的輸入模擬電壓 Ui 和和參考電壓參考電壓UR 通

15、過兩次積分，變換成與輸入電壓平均通過兩次積分，變換成與輸入電壓平均值成正比的時間間隔值成正比的時間間隔, ,再變換成正比于輸入模擬信號再變換成正比于輸入模擬信號的數(shù)字量。的數(shù)字量。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄S1RS2CuA積分器積分器CP_+n n位二進制位二進制計數(shù)器計數(shù)器&+AC _+ Q0Q1Qn-1邏輯邏輯控制控制電路電路1K1JRDFFSRD-URuS1uCGd0d1dn-1uL+uiQ雙積分型雙積分型A/D轉換器的電路圖轉換器的電路圖下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄A/D轉換器的工作波形圖轉換器的工作波形圖uAtttOOT1T2OtOu

16、S1u1-URuCCP2n個個N個個定時定時定壓定壓ui小小ui大大 (1) 轉換開始前轉換開始前 轉換信號轉換信號uC=0，各觸發(fā)，各觸發(fā)器清零器清零, ,并使并使S2閉合閉合,讓積讓積分電路的電容分電路的電容C完全放電。完全放電。 使使uL=1，由控制電路將，由控制電路將，S2斷開，并將斷開，并將S1接到輸入接到輸入電壓端，積分電路開始對電壓端，積分電路開始對uI積分。積分輸出積分。積分輸出uA為負為負值，比較器輸出值，比較器輸出uC為為1，開通開通CP控制門控制門G，計數(shù)器，計數(shù)器開始計數(shù)。開始計數(shù)。(2) 對輸入模擬電壓的積分對輸入模擬電壓的積分下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄A/D轉換器的工作波形圖轉換器的工作波形圖uAtttOOT1T2OtOuS1u