第9章-數(shù)模與模數(shù)變換器

數(shù)字電路

第9章數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器張延軍北京理工大學(xué)

本章內(nèi)容9.1數(shù)模轉(zhuǎn)換器9.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器January16,20232

數(shù)模轉(zhuǎn)換器January16,20233

數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DigitalAnalogConverter，DAC）：輸入數(shù)字量，輸出與輸入數(shù)字量成比例關(guān)系的模擬量DAC示意圖DAC輸入--輸出特性示意圖權(quán)電阻型DACJanuary16,20234

權(quán)電阻型DAC5DAC的分辨率權(quán)電阻型DAC對于n位權(quán)電阻式DAC，當(dāng)RF=R/2時(shí)January16,20236

權(quán)電阻型DACJanuary16,20237

缺點(diǎn)：電阻取值范圍大，制造困難R-2RT型電阻網(wǎng)絡(luò)DACJanuary16,20238

倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)ADCJanuary16,20239

DAC的主要參數(shù)DAC的分辨率DAC輸出電壓的最小幅度間隔位數(shù)n越大，分辨率越高絕對分辨率：ΔV=VREF/2n=Vomax/(2n-1)相對分辨率：ΔV/Vomax=1/(2n-1)DAC的轉(zhuǎn)換誤差比例系數(shù)誤差失調(diào)誤差非線性誤差January16,202310

DAC的比例系數(shù)誤差比例系數(shù)誤差：由參考電壓VREF偏離標(biāo)準(zhǔn)值而產(chǎn)生的誤差January16,202311

DAC的失調(diào)誤差失調(diào)誤差：零漂引起的誤差January16,202312

DAC的非線性誤差非線性誤差：無法預(yù)測、不能定量分析的誤差參考電壓的波動電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻的誤差電子開關(guān)導(dǎo)通電阻的分散性運(yùn)算放大器的非理性特性……January16,202313

DAC的用途—數(shù)控增益放大器VI接至VREF處電阻網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)互換January16,202314

DAC的用途—波形發(fā)生器加法計(jì)數(shù)器→負(fù)向鋸齒波減法計(jì)數(shù)器→正向鋸齒波可逆計(jì)數(shù)器→三角波January16,202315

模數(shù)轉(zhuǎn)換器January16,202316

模數(shù)轉(zhuǎn)換器（AnalogDigitalConverter，ADC）：輸入模擬量，輸出數(shù)字量。采樣保持量化編碼采樣保持January16,202317

輸入模擬信號及取樣脈沖取樣后時(shí)間上離散的模擬信號采樣保持電路電容C的取值很重要January16,202318

量化與編碼將時(shí)間離散、取值連續(xù)的信號變成取值也離散的信號January16,202319

并行比較式ADC20電阻的選擇？采用優(yōu)先編碼器并行比較式ADCJanuary16,202321

輸入電壓VI量化電平比較器輸出編碼器輸出C7C6C5C4C3C2C1

D2D1D0[0,VREF/15)00000000000[VREF/15,3VREF/15)2VREF/150000001001[3VREF/15,5VREF/15)4VREF/150000011010[5VREF/15,7VREF/15)6VREF/150000111011[7VREF/15,9VREF/15)8VREF/150001111100[9VREF/15,11VREF/15)10VREF/150011111101[11VREF/15,13VREF/15)12VREF/150111111110[13VREF/15,VREF)14VREF/151111111111并行比較式ADC優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度快缺點(diǎn)：隨著位數(shù)增加，電路規(guī)模急劇增大January16,202322

計(jì)數(shù)式ADCJanuary16,202323

量化誤差為DAC的分辨率轉(zhuǎn)換速度慢適用于轉(zhuǎn)換速度要求不高但量化精度高的場合逐次比較式ADCJanuary16,202324

雙積分式ADCJanuary16,202325

雙積分式ADCJanuary16,202326ADC的參數(shù)分辨率使輸出數(shù)字量最低位變化1所對應(yīng)的輸入模擬量的變化量，用ΔV或ADC的位數(shù)n表示。 VREF=2nΔV某10位ADC