數(shù)字電子技術(shù) 課件 第8章 數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換

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術(shù)第8章D/A與A/D轉(zhuǎn)換目錄CATALOG8.2D/A轉(zhuǎn)換器(，★)8.4應用案例8.1概述8.3A/D轉(zhuǎn)換器(，★)

知

識

圖

譜D/A與A/D轉(zhuǎn)換8.1概述8.2D/A轉(zhuǎn)換器8.3A/D轉(zhuǎn)換器8.4應用案例

(，★)任務：將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量主要技術(shù)指標轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換速度任務：將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量轉(zhuǎn)換步驟：采樣、保持、量化、編碼量化方法

(，★)常用的D/A轉(zhuǎn)換器只舍不入法四舍五入法倒T形電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器8.1概述接口電路A/D轉(zhuǎn)換器

或ADC項目一D/A轉(zhuǎn)換器或DAC能將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電路稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC。能將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，簡稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC。模擬傳感器A/D轉(zhuǎn)換器模擬量執(zhí)行元件D/A轉(zhuǎn)換器模擬量被控對象非電量控制操作數(shù)字處理系統(tǒng)數(shù)字量數(shù)字量8.1

概述本章重點：D/A和A/D轉(zhuǎn)換的原理，以及D/A轉(zhuǎn)換器的應用。衡量性能的參數(shù)為轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度!D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器倒T型電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器直接型并聯(lián)比較型反饋比較型間接型電壓——時間型(VT型)——雙積分型電壓——頻率型(VF型)計數(shù)型逐次逼近型D/A和A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分類8.1概述1.為什么要進行A/D和D/A轉(zhuǎn)換？2.怎樣將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量？3.怎樣將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量？4.試舉出A/D或D/A轉(zhuǎn)換的例子。思考與練習8.2D/A轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器的基本概念1．D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換原理將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為與之成正比模擬量。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器：A

=KD用存放在數(shù)字寄存器中的數(shù)字量的各位數(shù)碼由輸入數(shù)字量控制

產(chǎn)生權(quán)電流將權(quán)電流相加產(chǎn)生與輸入成正比的模擬電壓D/A轉(zhuǎn)換電路輸入輸出的關(guān)系:n位二進制數(shù)dn-1dn-2…d0的大小輸入為二進制碼，輸出為模擬電壓，輸出電壓與輸入的二進制碼的值成正比。K為比例系數(shù)uO000D00101001110010111011101234567D/A轉(zhuǎn)換器Dn-1Dn-2D0

輸出(uO或iO)輸入(D)D1......二進制數(shù)按位權(quán)展開所對應的十進制數(shù)值。8.2D/A轉(zhuǎn)換器8.2D/A轉(zhuǎn)換器基本原理D/A轉(zhuǎn)換器：將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為與之成正比模擬量。n位數(shù)字量DDAC模擬量AK為比例系數(shù)A=KD將輸入的每一位二進制代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應的模擬量，然后將代表各位的模擬量相加，所得的總模擬量就與數(shù)字量成正比，這樣便實現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。基本思路8.2D/A轉(zhuǎn)換器放大器原理A為運算放大器與電阻配合構(gòu)成反相比例運算電路。理想運放在負反饋條件下的兩個特點：“虛短”：“虛斷”：由此推出：典型的D/A轉(zhuǎn)換器

A+-V-V+RFuoRuii-i+i∑8.2D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻網(wǎng)絡模擬開關(guān)求和放大器參考電壓Si：Di=1時接VREF，Di=0時接地此式即表明模擬輸出與數(shù)字輸入成正比。

1．權(quán)電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器uORF(R/2)A-+23R22R2RRI0I1I2I3D0D1D2D3i∑VREFS0S1S2S3V-V+LSBMSB12推廣到一般情況優(yōu)點：電阻數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡單；缺點：位數(shù)較多時，電阻種類多，差別大，不易集成。每條支路上的電阻反映了該位的權(quán)，故稱權(quán)電阻網(wǎng)絡。改變RF可改變比例系數(shù)。uORF(R/2)A-+23R22R2RRI0I1I2I3D0D1D2D3i∑VREFS0S1S2S3V-V+LSBMSB8.2D/A轉(zhuǎn)換器特點8-1

如圖所示的4位權(quán)電阻網(wǎng)路DAC電路，若VREF=12V，求對應D3D2D1D0分別為

0110和1100時輸出電壓值。(1)D3D2D1D0=0110時，

(2)同理，當D3D2D1D0=1100時，應用舉例

uORF(R/2)A-+23R22R2RRI0I1I2I3D0D1D2D3i∑VREFS0S1S2S3V-V+LSBMSB解：例：8.2D/A轉(zhuǎn)換器2.倒T形電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器由圖可知不管開關(guān)接左還是接右，支路電流都不變，只是接左電流流入地，接右電流流向R

。D0D1D2D3i∑VREFuORF=RR

A-+V-V+LSBMSBS3S2S1S02R2R2RI0I1I2I32R2RRRRI'3I'2I'1I'0IDi=1

：Si與運放的反相輸入端(“虛地”)連接。Di=0：Si與地連接。i∑=D0I0+D1I1+D2I2+D3I38.2D/A轉(zhuǎn)換器倒T形電阻網(wǎng)絡中的電流I/4I/8I/16RRRRI/2I/4I/8I/16I/2I3I2I1I0流入每個2R電阻的電流從高位到低位按2的整數(shù)倍遞減I3=VREF/2RI2=VREF/4RI1=VREF/8RI0=VREF/16R電阻支路為倒T型，故名倒T型電阻網(wǎng)絡DAC推廣：n位數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出改變RF可改變比例系數(shù)解決了阻值相差太大的問題D0D1D2D3i∑VREFuORF=R

A-+V-V+LSBMSBS3S2S1S02R2R2RI0I1I2I32R2RRRRI'3I'2I'1I'0I8-2電路如圖所示，已知RF=20kΩ，VREF=10V，

其余電阻R的阻值均為10kΩ，試求：

(1)輸出的關(guān)系式；(2)當uo=-10V時，該電路輸入的數(shù)字量

D3D2D1D0為多少？(1)應用舉例

解：例：

(2)當u0=-10V時代入關(guān)系式得D3D2D1D0=1000。D0D1D2D3i∑VREFuORF=RR

A-+V-V+LSBMSBS3S2S1S02R2R2RI0I1I2I32R2RRRRI'3I'2I'1I'0I3.權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器解決措施：將電阻換成恒流源。模擬開關(guān)的問題：若模擬開關(guān)的導通電阻不相等，則電流有誤差，轉(zhuǎn)換有誤差。恒流源的實現(xiàn)：三極管集電極電流。D0D1D2D3i∑VREFuORFA-+V-V+LSBMSBS3S2S1S0I/16I/8I/4I/204R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡DAC克服了權(quán)電阻網(wǎng)絡帶來的較大誤差，結(jié)構(gòu)簡單、工作速度塊，得到廣泛應用02若各個電阻的阻值相差較大，而且隨著輸入二進制代碼位數(shù)的增多，電阻的差值也隨之增加，難以保證對電阻精度的要求，這給電路的轉(zhuǎn)換精度帶來很大影響，也不利于集成化01權(quán)電阻DAC的優(yōu)點是電路簡單，轉(zhuǎn)換速度也比較快；其轉(zhuǎn)換精度取決于VREF、權(quán)電阻精度及模擬電子開關(guān)03因此權(quán)電阻DAC并不單獨使用，而是將其權(quán)電阻網(wǎng)絡由相應的權(quán)電流網(wǎng)絡替換，以保證轉(zhuǎn)換精度，即權(quán)電流型網(wǎng)絡DAC比較集成D/A轉(zhuǎn)換器8位CMOS并行D/A轉(zhuǎn)換器CDA7524211.

轉(zhuǎn)換精度以四位DAC為例畫出轉(zhuǎn)換特性曲線可以看出輸出電壓在幅值上是不連續(xù)的，一個級差為0000001101101001110011111/163/165/167/169/1611/1613/1615/16通常用分辨率和轉(zhuǎn)換誤差來描述。級差越小，轉(zhuǎn)換精度越高，輸出越接近于模擬（幅值上連續(xù)）信號；轉(zhuǎn)換精度的概念：n位DAC的，n越大，轉(zhuǎn)換精度越高。D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標用與n有關(guān)的量來表示轉(zhuǎn)換精度，稱之為分辨率。(1)分辨率定義1：用輸入二進制數(shù)的位數(shù)n表示，如8位；定義2：用輸出模擬電壓的最小值與最大值之比表示；最低位為1，其它位均為0時對應的輸出電壓稱為1LSB，即輸入全為1時對應的輸出電壓稱為滿刻度輸出，用FSR表示，即23分辨率只反映了理論精度，實際精度與誤差有關(guān)（例正向偏差使級差加大，精度減?。?2)轉(zhuǎn)換誤差定義1：定義2：誤差的來源VREF的波動；A的零漂;S的導通電阻與壓降；R的阻值偏差;所謂誤差即指輸出電壓的實際值與理論值的偏差。單位：LSB如：1LSB如：0.1％FSR2.轉(zhuǎn)換速度定義：從輸入的數(shù)字量發(fā)生突變開始，直到輸出電壓

進入與穩(wěn)態(tài)值相差±1/2LSB范圍內(nèi)的時間稱為建立時間。不包含運放的DAC中，tset可達0.1

s包含運放的DAC中，tset可達1.5

s注意：當需外加運放構(gòu)成DAC時，

應采用轉(zhuǎn)換速率快的運放。

輸入信號由全0變?yōu)槿?所需時間最長。(1)建立時間tset(2)轉(zhuǎn)換速率SR

它是在大信號工作時，即輸入數(shù)字量的各位由全0變?yōu)槿?，或由全1變?yōu)?時，輸出電壓uo的變化率。3．溫度系數(shù)指在輸入不變的情況下，輸出模擬電壓隨溫度變化產(chǎn)生的變化量。4．轉(zhuǎn)換時間是指D/A轉(zhuǎn)換器在輸入數(shù)字信號開始轉(zhuǎn)換。到輸出的模擬電壓或

電流達到穩(wěn)定值所需的時間。1.D/A轉(zhuǎn)換器可能存在哪幾種轉(zhuǎn)換誤差？試分析誤差的特點及其產(chǎn)生誤差的原因。3.試比較權(quán)電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器、倒T型電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器、權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器的特點。4.與權(quán)電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器相比，倒T形電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器有何優(yōu)點？2.如何定義D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率？8位D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率是多少？檢驗學習結(jié)果8.3A/D轉(zhuǎn)換器

將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量一般需經(jīng)過采樣、保持、量化與編碼等四個過程完成，前兩個過程在采樣與保持電路中完成，后兩個過程在A/D轉(zhuǎn)換中完成。

A/D轉(zhuǎn)換器的組成框圖A/D轉(zhuǎn)換的基本原理8.3A/D轉(zhuǎn)換器uIttuS采樣：即在不同的時間點上把信號采樣下來，從而將在時間上連續(xù)的

模擬信號轉(zhuǎn)換成在時間上離散的信號。保持：每次采樣完畢要保持一段時間，以供ADC將采樣下來的信號進

行轉(zhuǎn)換。過高，保持時間短，不能保證ADC可靠轉(zhuǎn)換。1.采樣定理：對采樣頻率的要求：過低，不能反映原始信號的變化規(guī)律。輸入模擬信號的最高頻率分量的頻率取樣頻率8.3A/D轉(zhuǎn)換器2.采樣保持電路基本形式uS=0，S閉合，C充電（τ=RCH），uO=ui，采樣。uS=1，S打開，C無放電回路，uO保持。8.3A/D轉(zhuǎn)換器量化：完成模擬量在數(shù)值上的離散化，轉(zhuǎn)化為最小數(shù)量單位Δ的整數(shù)倍。編碼：用二進制代碼表示量化后的輸入模擬電壓。3．量化與編碼例：把0~1V的模擬電壓轉(zhuǎn)換成3位二進制代碼，即用000~111表示0~1V的電壓。解：方法一：只舍不入法取最小量化單位為1/8V，即Δ=1/8V并規(guī)定：0~1/8V為0Δ，

1/8~2/8V為1Δ，…1V7/8V6/8V5/8V4/8V3/8V2/8V1/8V0V1111101011000110100010007Δ=7/8V6Δ=6/8V5Δ=5/8V4Δ=4/8V3Δ=3/8V2Δ=2/8V1Δ=1/8V0Δ=0V輸入信號二進制代碼代表的模擬電壓則最大量化誤差為1Δ=1/8V。318.3A/D轉(zhuǎn)換器3．量化與編碼方法二：四舍五入法取最小量化單位為2/15V，即Δ=2/15V，并規(guī)定：0~1/15V為0Δ，

1/15~3/15V為1Δ，

3/15~5/15V為2Δ，

…則最大量化誤差為1/2Δ=1/15V。1V13/15V11/15V9/15V7/15V5/15V3/15V1/15V0V1111101011000110100010007Δ=14/15V6Δ=12/15V5Δ=10/15V4Δ=8/15V3Δ=6/15V2Δ=4/15V1Δ=2/15V0Δ=0V輸入信號二進制代碼代表的模擬電壓8.3A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器直接型ADC間接型ADC并行比較型反饋比較型電壓/時間型(VT)——雙積分型電壓/頻率型(VF)逐次逼近型計數(shù)型4．A/D轉(zhuǎn)換器的分類直接型A/D轉(zhuǎn)換器輸入的模擬電壓直接轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字量，不需要中間變量。間接型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成為與其采樣保持電壓成正比的、容易測量的時間或頻率等物理量，最后再把這些物理量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。典型的A/D轉(zhuǎn)換器331.反饋比較型ADC基本思路：取一個數(shù)字量加到D/A轉(zhuǎn)換器上，于是得到一個對應的輸出模擬電壓。將這個模擬電壓和輸入的模擬信號電壓相比較，如果兩者不相等，則調(diào)整所取的數(shù)字量，直到兩個模擬電壓相等為止，最后所取的數(shù)字量就是所求的轉(zhuǎn)換結(jié)果。(1)計數(shù)型ADC方框圖

計數(shù)器對脈沖源計數(shù)，其輸出為數(shù)字量，該數(shù)字量送入DAC，轉(zhuǎn)換為模擬信號uO，與ui比較，若uO<ui，則計數(shù)器繼續(xù)計數(shù)，uO增加，直至uO≥ui，計數(shù)停止，此時的計數(shù)值就是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。基本原理：DAC計數(shù)器輸出寄存器脈沖源C-+uBui>0模擬輸入并行數(shù)字輸出MSBLSBLSBMSBuOCP&uLG控制轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換34工作過程：轉(zhuǎn)換前，uL=0，門G被封鎖，計數(shù)器不工作，清零，輸出為0，uO<ui，uB=1。轉(zhuǎn)換開始，uL=1，門G打開，計數(shù)器計數(shù)，計數(shù)值增加，uO增加。當uO≥ui時，uB=0，門G被封鎖，計數(shù)器停止計數(shù)，這時計數(shù)器中所存數(shù)字就是所求的輸出數(shù)字信號。由于在轉(zhuǎn)換過程中，計數(shù)器輸出在不停地變化，所以不能將計數(shù)器的輸出直接作為輸出信號，為此，在輸出端設置了輸出寄存器，在每次轉(zhuǎn)換完成后，用轉(zhuǎn)換信號的下降沿將計數(shù)器的輸出置入輸出寄存器中，而以寄存器的狀態(tài)作為最終的輸出信號。DAC計數(shù)器輸出寄存器脈沖源C-+uBui>0模擬輸入并行數(shù)字輸出MSBLSBLSBMSBuOCP&uLG控制轉(zhuǎn)換信號特點：電路簡單，所用器件不多；轉(zhuǎn)換速度慢，n位ADC最長的轉(zhuǎn)換時間為(2n-1)TC轉(zhuǎn)換TC(2)逐次逼近型ADC

基本原理可用天平秤重過程作比喻來說明。若有四個砝碼共重15克，每個重量分別為8、4、2、1克。設待秤重量Wx=13克，可以用下表步驟來秤量：砝碼重量12348g+4g8g暫時結(jié)果8g12g12g13g比較判別順序8g+4g+2g8g+4g+1g8g<13g12g<13g14g>13g13g=13g該砝碼的去留留留去留設ui=5.3V，3位DAC的VREF=8VDAC輸入DAC輸出1004V<5.3V1106V>5.3V1015V<5.3V最高位置1保留最高位1，第二位置1去掉第二位1，第三位置1保留第三位1轉(zhuǎn)換結(jié)果：10136DAC逐次逼近寄存器脈沖源C+_ui并行數(shù)字輸出MSBLSBLSBMSBuOuL控制轉(zhuǎn)換信號控制邏輯CP方框圖：基本原理：逐次逼近寄存器在uL、CP的控制下先輸出100(以三位為例)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出uO，若uO>ui，則C輸出控制信號使寄存器輸出010；若uO<ui，則C輸出控制信號使寄存器輸出110；再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出uO，若uO>ui，則C輸出控制信號使寄存器去掉第二位1，并使第三位置1，若uO<ui，則C輸出控制信號使寄存器保留第二位1，并使第三位置1，依此類推。轉(zhuǎn)換時間(n+2)TC特點：速度比并聯(lián)型慢，比計數(shù)比較型快。電路比并聯(lián)型簡單，比計數(shù)比較型復雜。目前使用最多。TC比較器C1~C7：同相輸入端接ui反相端接參考電壓，參考電壓的大小由電阻分壓得到。寄存器FF1~FF7：暫存量化結(jié)果，等待時鐘到來，統(tǒng)一送入編碼器編碼。Qn+1=Dn編碼器：將量化結(jié)果進行編碼，實現(xiàn)數(shù)字量輸出。高電平有效。+_R+_R1DC1+_R1DC1+_R1DC1+_R1DC1+_R1DC1R/21DC1+_≥1≥1≥1≥1≥1≥11C2C3C4C5C6C7C1FF7FF6FF5FF4FF3FF2FF1D2D1D0MSBLSB(20)(21)(22)VREF153VREF1513VREF15VREFuiCPR1DC12．并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器工作原理：+_R+_R1DC1+_R1DC1+_R1DC1+_R1DC1+_R1DC1R/21DC1+_≥1≥1≥1≥1≥1≥11C2C3C4C5C6C7C1FF7FF6FF5FF4FF3FF2FF1D2D1D0MSBLSB(20)(21)(22)VREF153VREF1513VREF15VREFuiCPR1DC1當ui<VREF/15時，C1~C7=0編碼：D2D1D0=000當VREF/15<ui<3VREF/15時，C2~C7=0編碼：

D2D1D0=001C1=1當3VREF/15<ui<5VREF/15時，C3~C7=0編碼：

D2D1D0=010C1~C2=1當13VREF/15<ui<VREF時，編碼：

D2D1D0=111C1~C7=1依此類推特點：速度快不用附加采樣保持電路所用器件多，n位A/D轉(zhuǎn)換需2n-1個比較器和觸發(fā)器uiC7C6C5C4C3C2C1D2D1D0(0~1/15)VREF0000000000(1/15~3/15)VREF0000001001(3/15~5/15)VREF0000011010(5/15~7/15)VREF0000

11

1011(7/15~9/15)VREF0001111100(9/15~11/15)VREF0011111101(11/15~13/15)VREF0111111110(13/15~1)VREF11111111118-33位并行比較A/D轉(zhuǎn)換器，采用四舍五入方法量化，已知基準電壓VREF=10V，求輸入模擬電壓ui=6.28V時相應的輸出數(shù)字量D2D1D0=？量化單位

而=4.71，即

ui=4.71Δ因四舍五入方法量化，且尾數(shù)0.71＞

，

所以輸入電壓量化后的值為ui=5Δ，相應的輸出數(shù)字量D2D1D0=101。應用舉例

解：例：3．雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器T2T1uO1uOt轉(zhuǎn)換前，uL=0，計數(shù)器清零，S閉合，C放完電。轉(zhuǎn)換開始，uL=1第一步，K接ui，積分器對ui積分，積分時間為固定值T1積分結(jié)束時：第二步，K接-VREF，積分器對-VREF積分，uO增加，uO=0時，積分結(jié)束。積分時間：T'2V'O1數(shù)字量輸出uOCP脈沖源uL控制轉(zhuǎn)換控制邏輯MSBLSB_C+計數(shù)器SKuGui>0A_+KSRC積分器比較器-VREF<0可見T2正比于ui令計數(shù)器在T2時間里對頻率為fC的脈沖進行計數(shù)，計數(shù)值：可見計數(shù)值D正比于uiT2T1VO1uOtT'2V'O1uGui=ui1tuGtui=ui2若取T1為TC的整數(shù)倍，即T1=NTC，則數(shù)字量輸出uOCP脈沖源uL控制轉(zhuǎn)換控制邏輯MSBLSB_C+計數(shù)器SKuGui>0A_+KSRC積分器比較器-VREF<0特點：穩(wěn)定R、C、TC的變化不會影響轉(zhuǎn)換結(jié)果抗干擾性強若vI引進對稱干擾，在T1期間積分值為0，故VO1不變，轉(zhuǎn)換結(jié)果不變。常見干擾為50Hz干擾，故應取TC為0.02s的整數(shù)倍。速度慢最長積分時間：2T1=2n+1TC由此也可得出該電路要求：ui<VREF否則對VREF積分計數(shù)器計滿值時，uO也不會上升到0，轉(zhuǎn)而又對ui積分。T2T1VO1uOt對稱干擾T1uituOtT1T28-4VT雙積分ADC的VREF=-10V，計數(shù)器為12位二進制加法計數(shù)器。已知時鐘頻率fcp=1MHz。求：(1)該ADC允許輸入的最大模擬電壓是多少？(2)當ui

=6V時，求輸出的數(shù)字量。(3)已知輸出的數(shù)字量為(4FF)16，求對應的輸入電壓ui。(2)因為輸入模擬電壓與數(shù)字量成正比，是最小量化單位LSB的N倍，N所對應的

數(shù)字量即為轉(zhuǎn)換結(jié)果。當ui=6V時，(3)輸出的數(shù)字量為(4FF)16時，對應的輸入電壓ui為(4FF)16=(1279)10=(10011111111)2

應用舉例

解：例：(1)因為只要ui<VREF，轉(zhuǎn)換器就能將輸入電壓ui轉(zhuǎn)換為數(shù)字量從寄存器中輸出所

以允許輸入的最大模擬電壓uimax為uimax==10V。8.3A/D轉(zhuǎn)換器

集成A/D轉(zhuǎn)換器及應用

ADC0809是采用CMOS工藝制成的單片8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。8位模擬開關(guān)用于從8路模擬輸入信號中選擇1路進行A/D轉(zhuǎn)換；地址鎖存與譯碼部分存放地址碼并進行譯碼實現(xiàn)對8路模擬輸入信號的選擇；8位A/D轉(zhuǎn)換器為逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器；三態(tài)輸出鎖存緩沖器用于鎖存轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量并控制三態(tài)輸出。8.3A/D轉(zhuǎn)換器各引腳的作用：CLOCK(CP)：時鐘信號輸入端，允許范圍為10

1280kHz。VREF(+)與VREF(?)

：正負基準電壓輸入端，典型值分別為+5V和0V。IN0

IN7

：8路模擬信號輸入端，輸入模擬電壓范圍VREF(?)

VREF(+)。

ADDC、ADDB、ADDA：地址輸入端。D7

D0

：數(shù)字量輸出端，D0為最低有效位(LSB)，D7為最高有效位(MSB)。ALE

：地址鎖存允許輸入信號端,上升沿鎖存ADDC、ADDB、ADDA地址碼。START

：啟動脈沖信號輸入端，有效信號為一正脈沖，脈沖的上升沿A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部寄存器均被清零，在其下降沿開始A/D轉(zhuǎn)換。OE：輸出允許信號，高電平有效。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，當A/D轉(zhuǎn)換完畢之后發(fā)出一個正脈沖。VCC：電源電壓，+5V。GND：接地端。8.3A/D轉(zhuǎn)換器8.3.4A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標和選用原則1．ADC轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(1)轉(zhuǎn)換精度ADC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度通常用分辨率和轉(zhuǎn)換誤差來描述。A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率是輸出二進制數(shù)或十進制數(shù)的位數(shù)表示。它表示A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號的分辨能力。

一般是以輸出誤差的最大值形式給出。它表示A/D轉(zhuǎn)換器實際輸出的數(shù)字量和理論上應有的輸出數(shù)字量之間的差別。通常以最低有效位的倍數(shù)給出，如若轉(zhuǎn)換誤差為<±LSB/2，則說明實際輸出的數(shù)字量和理論上應得的輸出數(shù)字量之間的最小誤差小于最低有效位的半個字。

2)轉(zhuǎn)換誤差

1)分辨率8.3A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度是用轉(zhuǎn)換時間