數(shù)字電子技術(shù)-08數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換

第8章數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換8.1.3DAC的主要技術(shù)參數(shù)8.1.1D/A轉(zhuǎn)換基本原理8.1.2倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC8.1D/A轉(zhuǎn)換8.1.4

集成D/A轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用2/5/20231復(fù)習(xí)555定時(shí)器的邏輯功能？555定時(shí)器為何能實(shí)現(xiàn)脈沖波形？電容在脈沖電路中扮演怎樣的角色？2/5/20232第8章數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換

模擬量：溫度、濕度、壓力、流量、速度等。從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換（簡稱A/D轉(zhuǎn)換），實(shí)現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換的電路叫做A/D轉(zhuǎn)換器（簡稱ADC）；從數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換（簡稱D/A轉(zhuǎn)換），實(shí)現(xiàn)數(shù)/模轉(zhuǎn)換的電路稱為D/A轉(zhuǎn)換器（簡稱DAC）。

2/5/20233

典型數(shù)字控制系統(tǒng)框圖2/5/202348.1.1D/A轉(zhuǎn)換基本原理

數(shù)/模轉(zhuǎn)換就是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成與它成正比的模擬量。

8.1D/A轉(zhuǎn)換

數(shù)字量：(D3D2D1D0)2＝(D3×23＋D2×22＋D1×21＋D0×20)10(1101)2＝(1×23＋1×22＋0×21＋1×20)10

模擬量：uo＝K(D3×23＋D2×22＋D1×21＋D0×20)10uo＝K(1×23＋1×22＋0×21＋1×20)10(K為比例系數(shù))2/5/20235

圖8-1

n位D/A轉(zhuǎn)換器方框圖

組成D/A轉(zhuǎn)換器的基本指導(dǎo)思想：將數(shù)字量按權(quán)展開相加，即得到與數(shù)字量成正比的模擬量。D/A轉(zhuǎn)換器的種類很多,主要有：權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC、T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC、權(quán)電流DAC2/5/202368.1.2倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC1.電路組成電路由解碼網(wǎng)絡(luò)、模擬開關(guān)、求和放大器和基準(zhǔn)電源組成。

圖8-2倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC原理圖

基準(zhǔn)參考電壓雙向模擬開關(guān)D＝1時(shí)接運(yùn)放D＝0時(shí)接地R－2R倒T形電阻解碼網(wǎng)絡(luò)求和集成運(yùn)算放大器2/5/202372.工作原理

由于集成運(yùn)算放大器的電流求和點(diǎn)Σ為虛地，所以每個(gè)2R電阻的上端都相當(dāng)于接地，從網(wǎng)絡(luò)的A、B、C點(diǎn)分別向右看的對(duì)地電阻都是2R。2/5/20238

因此流過四個(gè)2R電阻的電流分別為I/2、I/4、I/8、I/16。電流是流入地，還是流入運(yùn)算放大器，由輸入的數(shù)字量Di通過控制電子開關(guān)Si來決定。故流入運(yùn)算放大器的總電流為：2/5/20239

由于從UREF向網(wǎng)絡(luò)看進(jìn)去的等效電阻是R，因此從UREF流出的電流為：

2/5/202310

故：2/5/202311

因此輸出電壓可表示為：2/5/202312

由此可見，輸出模擬電壓uO與輸入數(shù)字量D成正比，實(shí)現(xiàn)了數(shù)模轉(zhuǎn)換。

對(duì)于n位的倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC，則：2/5/202313

電路特點(diǎn)：（1）解碼網(wǎng)絡(luò)僅有R和2R兩種規(guī)格的電阻，這對(duì)于集成工藝是相當(dāng)有利的；

（2）這種倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)各支路的電流是直接加到運(yùn)算放大器的輸入端，它們之間不存在傳輸上的時(shí)間差，故該電路具有較高的工作速度。

因此，這種形式的DAC目前被廣泛的采用。2/5/2023148.1.3DAC的主要技術(shù)參數(shù)1.分辨率

分辨率是指輸出電壓的最小變化量與滿量程輸出電壓之比。輸出電壓的最小變化量就是對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)字量最低位為1，其余各位均為0時(shí)的輸出電壓。滿量程輸出電壓就是對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)字量全部為1時(shí)的輸出電壓。對(duì)于n位D/A轉(zhuǎn)換器，分辨率可表示為：

分辨率＝

位數(shù)越多，能夠分辨的最小輸出電壓變化量就越小，分辨率就越高。也可用位數(shù)n來表示分辨率。2/5/2023152.轉(zhuǎn)換速度

D/A轉(zhuǎn)換器從輸入數(shù)字量到轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的模擬輸出電壓所需要的時(shí)間稱為轉(zhuǎn)換速度。不同的DAC其轉(zhuǎn)換速度也是不相同的，一般約在幾微秒到幾十微秒的范圍內(nèi)。

2/5/2023163.轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度是指電路實(shí)際輸出的模擬電壓值和理論輸出的模擬電壓值之差。通常用最大誤差與滿量程輸出電壓之比的百分?jǐn)?shù)表示。通常要求D/A轉(zhuǎn)換器的誤差小于ULSB/2。

例如，某D/A轉(zhuǎn)換器滿量程輸出電壓為10V，如果誤差為1%，就意味著輸出電壓的最大誤差為±0.1V。百分?jǐn)?shù)越小，精度越高。轉(zhuǎn)換精度是一個(gè)綜合指標(biāo)，包括零點(diǎn)誤差、增益誤差等，它不僅與D/A轉(zhuǎn)換器中元件參數(shù)的精度有關(guān)，而且還與環(huán)境溫度、集成運(yùn)放的溫度漂移以及D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)有關(guān)。2/5/2023174.非線性誤差通常把D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓值與理想輸出電壓值之間偏差的最大值定義為非線性誤差。

D/A轉(zhuǎn)換器的非線性誤差主要由模擬開關(guān)以及運(yùn)算放大器的非線性引起。

5.溫度系數(shù)

在輸入不變的情況下，輸出模擬電壓隨溫度變化而變化的量，稱為DAC的溫度系數(shù)。一般用滿刻度的百分?jǐn)?shù)表示溫度每升高一度輸出電壓變化的值。

2/5/2023188.1.4集成D/A轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用常用的集成DAC有AD7520、DAC0832、DAC0808、DAC1230、MC1408、AD7524等，這里僅對(duì)AD7520作簡要介紹。

1、D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832DAC0832是常用的集成DAC，它是用CMOS工藝制成的雙列直插式單片八位DAC，可以直接與Z80、8080、8085、MCS51等微處理器相連接。其結(jié)構(gòu)框圖和管腳排列圖如圖7.1所示。

2/5/202319圖8-1集成DAC08322/5/202320

DAC0832由八位輸入寄存器、八位DAC寄存器和八位D/A轉(zhuǎn)換器三大部分組成。它有兩個(gè)分別控制的數(shù)據(jù)寄存器，可以實(shí)現(xiàn)兩次緩沖，所以使用時(shí)有較大的靈活性，可根據(jù)需要接成不同的工作方式。DAC0832中采用的是倒T型R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)，無運(yùn)算放大器，是電流輸出，使用時(shí)需外接運(yùn)算放大器。芯片中已經(jīng)設(shè)置了Rfb,只要將9號(hào)管腳接到運(yùn)算放大器輸出端即可。但若運(yùn)算放大器增益不夠，還需外接反饋電阻。DAC0832芯片上各管腳的名稱和功能說明如下：2/5/202321

：片選信號(hào)，輸入低電平有效。ILE：輸入鎖存允許信號(hào)，輸入高電平有效。：輸入數(shù)據(jù)選通信號(hào)，輸入低電平有效。：數(shù)據(jù)傳送選通信號(hào)，輸入低電平有效。：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)，輸入低電平有效。D0～D7：八位輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。IOUT1：DAC輸出電流1。此輸出信號(hào)一般作為運(yùn)算放大器的一個(gè)差分輸入信號(hào)（一般接反相端）。2/5/202322

VCC：數(shù)字部分的電源輸入端。UCC可在+5V到+15V范圍內(nèi)選取。DGND：數(shù)字電路地。AGND：模擬電路地。結(jié)合圖7.2(a)可以看出轉(zhuǎn)換器進(jìn)行各項(xiàng)功能時(shí)，對(duì)控制信號(hào)電平的要求如表7.1所示。DAC0832的使用有三種工作方式：雙緩沖器型、單緩沖器型和直通型。如圖7.2所示。2/5/202323圖8-2DAC0832的三種工作方式

(a)雙緩沖器型；(b)單緩沖器型；(c)直通型2/5/202324表8-1功能

說明數(shù)據(jù)輸入D7～D0到寄存器01×WR1=0時(shí)存入數(shù)據(jù)WR2=1時(shí)鎖定數(shù)據(jù)有寄存器1轉(zhuǎn)送寄存器20×WR2=0時(shí)存入數(shù)據(jù)WR2=1時(shí)鎖定從輸出端去模擬量無控制信號(hào)，隨時(shí)可取

雙緩沖器型如圖7.2(a)所示。首先接低電平，將輸入數(shù)據(jù)先鎖存在輸入寄存器中。當(dāng)需要D/A轉(zhuǎn)換時(shí)，再將接低電平，將數(shù)據(jù)送入DAC寄存器中并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，工作方式為兩級(jí)緩沖方式。2/5/202325

單緩沖器型如圖8-2(b)所示。DAC寄存器處于常通狀態(tài)，當(dāng)需要D/A轉(zhuǎn)換時(shí)，將接低電平，使輸入數(shù)據(jù)經(jīng)輸入寄存器直接存入DAC寄存器中并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。工作方式為單緩沖方式，即通過控制一個(gè)寄存器的鎖存，達(dá)到使兩個(gè)寄存器同時(shí)選通及鎖存。直通型如圖8-2（c）所示。兩個(gè)寄存器都處于常通狀態(tài)，輸入數(shù)據(jù)直接經(jīng)兩寄存器到DAC進(jìn)行轉(zhuǎn)換，故工作方式為直通型。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要根據(jù)控制系統(tǒng)的要求來選擇工作方式2/5/2023262.D/A轉(zhuǎn)換器AD7520

AD7520是10位的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，與微處理器完全兼容。該芯片以接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易、通用性好、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。2/5/202327

圖8-3AD7520內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖該芯片只含倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)、電流開關(guān)和反饋電阻，不含運(yùn)算放大器，輸出端為電流輸出。具體使用時(shí)需要外接集成運(yùn)算放大器和基準(zhǔn)電壓源。2/5/202328圖8-4AD7520外引腳圖

D0～D9：數(shù)據(jù)輸入端IOUT1：電流輸出端1IOUT2：電流輸出端2Rf：10KΩ反饋電阻引出端Vcc：電源輸入端UREF：基準(zhǔn)電壓輸入端GND：地。2/5/202329

分辨率：10位

線性誤差：±(1/2)LSB（LSB表示輸入數(shù)字量最低位），若用輸出電壓滿刻度范圍FSR的百分?jǐn)?shù)表示則為0.05%FSR。

轉(zhuǎn)換速度：500ns

溫度系數(shù)：0.001%/℃

AD7520的主要性能參數(shù)如下：2/5/202330

10位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器從全“0”加到全“1”，電路的模擬輸出電壓uo由0V增加到最大值。如果計(jì)數(shù)脈沖不斷，則可在電路的輸出端得到周期性的鋸齒波。2.應(yīng)用舉例（組成鋸齒波發(fā)生器）

圖8-5AD7520組成的鋸齒波發(fā)生器

圖8-6AD7520組成的鋸齒波發(fā)生器

2/5/202331作業(yè)題P1967.27.5(1)7.72/5/202332第7章數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換7.2.3ADC的主要技術(shù)參數(shù)7.2.1A/D轉(zhuǎn)換基本原理7.2.2A/D轉(zhuǎn)換器工作原理7.2A/D轉(zhuǎn)換

7.2.4

集成A/D轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用舉例

本章小結(jié)2/5/2023337.2.1A/D轉(zhuǎn)換基本原理

A/D轉(zhuǎn)換目標(biāo)：將時(shí)間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散、幅值也離散的數(shù)字信號(hào)。四個(gè)步驟：采樣、保持、量化、編碼。7.2A/D轉(zhuǎn)換1.采樣與保持

（1）將一個(gè)時(shí)間上連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離散的模擬量稱為采樣。2/5/202334

圖7-7采樣過程示意圖

取樣定理：設(shè)取樣脈沖s(t)的頻率為fS，輸入模擬信號(hào)x(t)的最高頻率分量的頻率為fmax，必須滿足fs≥2fmaxy(t)才可以正確的反映輸入信號(hào)(從而能不失真地恢復(fù)原模擬信號(hào))。通常取fs＝（2.5～3）fmax。

2/5/202335

（2）由于A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，在每次采樣以后，需要把采樣電壓保持一段時(shí)間。

s(t)有效期間，開關(guān)管VT導(dǎo)通，uI向C充電，uO

(=uc)跟隨uI的變化而變化；s(t)無效期間，開關(guān)管VT截止，uO

(=uc)保持不變，直到下次采樣。（由于集成運(yùn)放A具有很高的輸入阻抗，在保持階段，電容C上所存電荷不易泄放。）

圖7-8采樣―保持電路及輸出波形2/5/2023362.量化和編碼

數(shù)字量最小單位所對(duì)應(yīng)的最小量值叫做量化單位△。

將采樣－保持電路的輸出電壓歸化為量化單位△的整數(shù)倍的過程叫做量化。

用二進(jìn)制代碼來表示各個(gè)量化電平的過程，叫做編碼。一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)只能表示2n個(gè)量化電平，量化過程中不可避免會(huì)產(chǎn)生誤差，這種誤差稱為量化誤差。量化級(jí)分得越多（n越大），量化誤差越小。

2/5/202337劃分量化電平的兩種方法（a）量化誤差大；（b）量化誤差小

2/5/2023387.2.2A/D轉(zhuǎn)換器工作原理直接A/D轉(zhuǎn)換器：并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器間接A/D轉(zhuǎn)換器：雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器電壓轉(zhuǎn)換型A/D轉(zhuǎn)換器1.逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器

天平稱重過程：砝碼（從最重到最輕），依次比較，保留/移去，相加。逐次比較思路：不同的基準(zhǔn)電壓－－砝碼。2/5/202339

圖7-9逐次逼近型ADC電路框圖

CPDn-1Dn-2Dn-3…D1D0u0(V)uI>uO？0100…000.5UREF1（Dn-1為1）/0（Dn-1為0）1Dn-110…000.75/0.25UREF1（Dn-2為1）/0（Dn-2為0）2Dn-1Dn-21…00…1（Dn-3為1）/0（Dn-3為0）…………n-1Dn-1Dn-2Dn-3…D11…1（D0為1）/0（D0為0）基準(zhǔn)電壓UREFn位A/D轉(zhuǎn)換器

電路由啟動(dòng)脈沖啟動(dòng)后:2/5/202340實(shí)例

8位A/D轉(zhuǎn)換器，輸入模擬量uI=6.84V，D/A轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓UREF=10V。相對(duì)誤差僅為0.06%。轉(zhuǎn)換精度取決于位數(shù)。CPD7D6D5D4D3D2D1D0u0(V)uI>uO010000000511110000007.502101000006.2513101100006.87504101010006.562515101011006.7187516101011106.79687517101011116.83593751uI>uO為1否則為0

2/5/202341

圖7-108位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器波形圖

2/5/2023422.雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器基本原理：對(duì)輸入模擬電壓uI和基準(zhǔn)電壓-UREF分別進(jìn)行積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時(shí)間間隔T2，然后在這個(gè)時(shí)間間隔里對(duì)固定頻率的時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果N就是正比于輸入模擬信號(hào)的數(shù)字量信號(hào)。（1）電路組成2/5/202343

圖7-11雙積分型ADC電路

①積分器：Qn=0，對(duì)被測(cè)電壓uI進(jìn)行積分；Qn=1，對(duì)基準(zhǔn)電壓-UREF進(jìn)行積分。②檢零比較器C：當(dāng)uO≥0時(shí)，uC＝0；當(dāng)uO＜0時(shí)，uC＝1。③計(jì)數(shù)器：為n＋1位異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第一次計(jì)數(shù)，是從0開始直到2n對(duì)CP脈沖計(jì)數(shù)，形成固定時(shí)間T1＝2nTc（Tc為CP脈沖的周期），T1時(shí)間到時(shí)Qn＝1，使S1從A點(diǎn)轉(zhuǎn)接到B點(diǎn)。第二次計(jì)數(shù)，是將時(shí)間間隔T2變成脈沖個(gè)數(shù)N保存下來。④時(shí)鐘脈沖控制門G1：當(dāng)uC=1時(shí)，門G1打開，CP脈沖通過門G1加到計(jì)數(shù)器輸入端。2/5/202344①積分器：Qn=0，對(duì)被測(cè)電壓uI進(jìn)行積分；Qn=1，對(duì)基準(zhǔn)電壓-UREF進(jìn)行積分。②檢零比較器C：當(dāng)uO≥0時(shí)，uC＝0；當(dāng)uO＜0時(shí)，uC＝1。③計(jì)數(shù)器：為n＋1位異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第一次計(jì)數(shù)，是從0開始直到2n對(duì)CP脈沖計(jì)數(shù)，形成固定時(shí)間T1＝2nTc（Tc為CP脈沖的周期），T1時(shí)間到時(shí)Qn＝1，使S1從A點(diǎn)轉(zhuǎn)接到B點(diǎn)。第二次計(jì)數(shù)，是將時(shí)間間隔T2變成脈沖個(gè)數(shù)N保存下來。④時(shí)鐘脈沖控制門G1：當(dāng)uC=1時(shí)，門G1打開，CP脈沖通過門G1加到計(jì)數(shù)器輸入端。（1）電路組成2/5/202345（2）工作原理圖7-12雙積分型ADC的工作波形

先定時(shí)（T1）對(duì)uI正向積分，得到Up，Up∝uI；再對(duì)－UREF積分，積分器的輸出將從Up線性上升到零。這段積分時(shí)間是T2，T2∝Up∝uI；在T2期間內(nèi)計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘脈沖CP計(jì)得的個(gè)數(shù)為N，N∝T2∝Up∝uI。由于這種轉(zhuǎn)換需要兩次積分才能實(shí)現(xiàn)，因此稱該電路為雙積分型ADC。2/5/202346工作過程：

①準(zhǔn)備階段：轉(zhuǎn)換控制信號(hào)CR＝0，將計(jì)數(shù)器清0，并通過G2接通開關(guān)S2，使電容C放電；同時(shí)，Qn＝0使S1接通A點(diǎn)。2/5/202347②采樣階段：當(dāng)t＝0時(shí)，CR變?yōu)楦唠娖剑_關(guān)S2斷開，積分器從0開始對(duì)uI積分，積分器的輸出電壓從0V開始下降，即2/5/202348

與此同時(shí)，由于uO＜0，故uC＝1，G1被打開，CP脈沖通過G1加到FF0上，計(jì)數(shù)器從0開始計(jì)數(shù)。直到當(dāng)t＝t1時(shí)，F(xiàn)F0～FFn-1都翻轉(zhuǎn)為0態(tài)，而Qn翻轉(zhuǎn)為1態(tài)，將S1由A點(diǎn)轉(zhuǎn)接到B點(diǎn)，采樣階段到此結(jié)束。若CP脈沖的周期為Tc，則T1＝2nTc。2/5/202349設(shè)UI為輸入電壓在T1時(shí)間間隔內(nèi)的平均值，則第一次積分結(jié)束時(shí)積分器的輸出電壓為2/5/202350

③比較階段：在t=t1時(shí)刻，S1接通B點(diǎn)，-UREF加到積分器的輸入端，積分器開始反向積分，uO開始從Up點(diǎn)以固定的斜率回升，若以t1算作0時(shí)刻，此時(shí)有2/5/202351當(dāng)t＝t2時(shí)，uO正好過零，uC翻轉(zhuǎn)為0，G1關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。在T2期間計(jì)數(shù)器所累計(jì)的CP脈沖的個(gè)數(shù)為N，且有T2＝NTC。2/5/202352若以t1算作0時(shí)刻，當(dāng)t＝T2時(shí)，積分器的輸出uO＝0，此時(shí)則有2/5/202353可見，T2∝UI。由于T1＝2nTc，所以有2/5/202354結(jié)論：可見，N∝UI∝uI，實(shí)現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換，N為轉(zhuǎn)換結(jié)果。第一，如果減小uI（即圖7-12中的uI′），則當(dāng)t＝T1時(shí)，uO＝Up′，顯然Up′＜Up，從而有T2′＜T2；第二，T1的時(shí)間長度與uI的大小無關(guān)，均為2nTc；第三，第二次積分的斜率是固定的，與Up的大小無關(guān)。由于T2＝NTc，所以2/5/202355優(yōu)點(diǎn)1：抗干擾能力強(qiáng)。積分采樣對(duì)交流噪聲有很強(qiáng)的抑制能力；如果選擇采樣時(shí)間T1為20ms的整數(shù)倍時(shí)，則可有效地抑制工頻干擾。缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度較慢。完成一次A/D轉(zhuǎn)換至少需要（T1＋T2）時(shí)間，每秒鐘一般只能轉(zhuǎn)換幾次到十幾次。因此它多用于精度要求高、抗干擾能力強(qiáng)而轉(zhuǎn)換速度要求不高的場(chǎng)合。優(yōu)點(diǎn)2：具有良好的穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)高精度。由于在轉(zhuǎn)換過程中通過兩次積分把UI和UREF之比變成了兩次計(jì)數(shù)值之比，故轉(zhuǎn)換結(jié)果和精度與R、C無關(guān)。2/5/2023567.2.3ADC的主要技術(shù)參數(shù)1.分辨率

分辨率是指A/D轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字量的最低位變化一個(gè)數(shù)碼時(shí)，對(duì)應(yīng)輸入模擬量的變化量。通常以ADC輸出數(shù)字量的位數(shù)表示分辨率的高低，因?yàn)槲粩?shù)越多，量化單位就越小，對(duì)輸入信號(hào)的分辨能力也就越高。例如，輸入模擬電壓滿量程為10V，若用8位ADC轉(zhuǎn)換時(shí)，其分辨率為10V/28＝39mV，10位的ADC是9.76mV，而12位的ADC為2.44mV。

2/5/2023572.轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差表示A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出的數(shù)字量與理論上的輸出數(shù)字量之間的差別。通常以輸出誤差的最大值形式給出。轉(zhuǎn)換誤差也叫相對(duì)精度或相對(duì)誤差。轉(zhuǎn)換誤差常用最低有效位的倍數(shù)表示。例如某ADC的相對(duì)精度為±(1/2)LSB，這說明理論上應(yīng)輸出的數(shù)字量與實(shí)際輸出的數(shù)字量之間的誤差不大于最低位為１的一半。2/5/2023583.轉(zhuǎn)換速度完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間叫做轉(zhuǎn)換時(shí)間，轉(zhuǎn)換時(shí)間越短，則轉(zhuǎn)換速度越快。雙積分ADC的轉(zhuǎn)換時(shí)間在幾十毫秒至幾百毫秒之間；逐次比較型ADC的轉(zhuǎn)換時(shí)間大都在10～50μs之間；并行比較型ADC的轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)10ns。

2/5/2023597.2.4集成A/D轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用舉例

集成A/D轉(zhuǎn)換器規(guī)格品種繁多，常見的有ADC0804、ADC0809、MC14433等。

1.ADC0809A/D轉(zhuǎn)換器

ADC0809是一種逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器。2/5/202360

ADC0809是常見的集成ADC。它是采用CMOS工藝制成的八位八通道單片A/D轉(zhuǎn)換器，采用逐次逼近型ADC，適用于分辨率較高而轉(zhuǎn)換速度適中的場(chǎng)合。ADC0809的結(jié)構(gòu)框圖及管腳排列圖如圖7.13所示。它由八路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、ADC、三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成。2/5/202361集成ADC0809電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

2/5/202362ADC0809的管腳排列圖2/5/202363

芯片上各引腳的名稱和功能如下：

IN0～I(xiàn)N7:八路單端模擬輸入電壓的輸入端。UR(+)、UR(-)：基準(zhǔn)電壓的正、負(fù)極輸入端。由此輸入基準(zhǔn)電壓，其中心點(diǎn)應(yīng)