電工與電子技術(shù)基礎(chǔ) 第15章 數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換

第15章數(shù)字量和模擬量的轉(zhuǎn)換15.2模-數(shù)轉(zhuǎn)換器15.1數(shù)-模轉(zhuǎn)換器

模擬信號(hào)返回?cái)?shù)字信號(hào)模擬量是隨時(shí)間連續(xù)變化的量，數(shù)字量是不隨時(shí)間變化的量。totu概述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）：將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的電路稱(chēng)為模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）：將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的電路稱(chēng)為數(shù)-模轉(zhuǎn)換器。ADC和DAC應(yīng)用于電路系統(tǒng)的接口電路。數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換的原理框圖返回15.1數(shù)-模轉(zhuǎn)換器15.1.1數(shù)-模轉(zhuǎn)換的原理數(shù)-模轉(zhuǎn)換器由電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬開(kāi)關(guān)與求和放大器組成。其中電阻網(wǎng)絡(luò)為T(mén)型電阻網(wǎng)絡(luò)；模擬開(kāi)關(guān)是由場(chǎng)效應(yīng)管組成。四位T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器原理電路如下圖所示。返回四位T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器原理電路。為模擬開(kāi)關(guān)，由數(shù)字量控制；當(dāng)數(shù)字量為1時(shí)，開(kāi)關(guān)接到基準(zhǔn)電源上，當(dāng)控制量為0時(shí)，開(kāi)關(guān)接地。返回設(shè)數(shù)字量返回應(yīng)用戴維南定理對(duì)T型電阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化，其開(kāi)路電壓為返回接上運(yùn)算放大器后，輸出的模擬電壓為分別為1時(shí)，時(shí)，返回如果數(shù)字量是n位二進(jìn)制數(shù)，則15.1.2集成數(shù)-模轉(zhuǎn)換器集成數(shù)-模轉(zhuǎn)換器DAC0832簡(jiǎn)介DAC0832是CMS8位D/A轉(zhuǎn)換器，外接運(yùn)算放大器。1.DAC0832的管腳排列返回DAC0832的管腳排列如圖所示。八位數(shù)字量輸入端；模擬電流輸出端；片選端（低電平有效）；允許輸入信號(hào)鎖存；寫(xiě)信號(hào)（低電平有效）；傳送控制信號(hào)反饋電阻接出端基準(zhǔn)電壓電源電壓模擬地?cái)?shù)字地返回2.DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)返回3.DAC0832的工作方式（1）單緩沖工作方式：輸入信號(hào)鎖存和D/A轉(zhuǎn)換是一步完成的。（2）雙緩沖工作方式：輸入信號(hào)鎖存和D/A轉(zhuǎn)換是分兩步完成的。返回15.2模-數(shù)轉(zhuǎn)換器15.2.1模-數(shù)轉(zhuǎn)換的原理模-數(shù)轉(zhuǎn)換器按工作原理分為直接轉(zhuǎn)換和間接轉(zhuǎn)換兩大類(lèi)。直接轉(zhuǎn)換器就是將模擬量直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。間接轉(zhuǎn)換器就是將模擬量先轉(zhuǎn)換成中間量，然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。直接轉(zhuǎn)換器有逐次逼近型和并聯(lián)比較型等。以逐次逼近型為例分析A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理。返回1.逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器主要是由逐次逼近寄存器、D/A轉(zhuǎn)換器、電壓比較器和順序脈沖發(fā)生器組成。返回2.逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換原理逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換原理和天平稱(chēng)重的原理相似。首先將寄存器的最高位置1，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出模擬電壓UA，然后UA與輸入的模擬量Ui進(jìn)行比較，當(dāng)UA<Ui時(shí)，寄存器的最高位的1保留，然后再將次高位置1，再進(jìn)行比較；當(dāng)UA>Ui時(shí)，寄存器的最高位的1除去，然后再將次高位置1，再進(jìn)行比較；逐次逼近。返回順序寄存器數(shù)碼比較判別逐位數(shù)碼“1”保留或除去110000000第一位的“1”保留211000000第二位的“1”除去310100000第三位的“1”保留410110000第四位的“1”保留

逐次逼近的轉(zhuǎn)換原理如下表所示返回3.四位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器原理圖返回15.2.2模-數(shù)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用舉例計(jì)算機(jī)溫控系統(tǒng)測(cè)溫傳感器電壓信號(hào)放大電路A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)測(cè)溫度低于（高于