第9章 数模模数转换电路改缩PPT讲稿.ppt
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1、第第9章章 数模模数转换电路改缩数模模数转换电路改缩第1页,共27页,编辑于2022年,星期一3.正确正确理解理解D/A、A/D转换器的主要参数。转换器的主要参数。1.掌握倒掌握倒T形电阻网络形电阻网络D/A转换器转换器(DAC)、集成、集成D/A转换转换器的工作原理及相关计算。器的工作原理及相关计算。2.掌握并行比较、逐次比较、双积分掌握并行比较、逐次比较、双积分A/D转换器转换器(ADC)的工作原理及其特点。的工作原理及其特点。教学基本要求教学基本要求第2页,共27页,编辑于2022年,星期一A/DA/D 转换器转换器 D/AD/A 转换器转换器 模拟模拟 控制器控制器 工业生产过程控制对
2、象工业生产过程控制对象 模模 拟拟 传感器传感器 ADC和和DAC已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。将温度、压力、流量、应力等物理量转换为模拟电量。计算机进行数字处理(如计算、滤波)、保存等用模拟量作为控制信号数字控制数字控制 计算机计算机概述概述第3页,共27页,编辑于2022年,星期一9.1 D/A转换器转换器一、倒一、倒T形电阻网络形电阻网络D/A转换器转换器二、权电流二、权电流D/A转换器转换器三、三、D/A转换器的技术指标转换器的技术指标四、四、D/A转换器的应用转换器的应用第4页,共27页,编辑于2022年,星期一将数字量转换为与之成正比模
3、拟量将数字量转换为与之成正比模拟量 。n n位位数字量数字量DAC9.1 D/A转换器转换器模拟量模拟量数数 /模转换器模转换器:A=K D O=K NB 第5页,共27页,编辑于2022年,星期一 数字量是用代码按数位组合而成的,数字量是用代码按数位组合而成的,对于有权码,每位代码都有一对于有权码,每位代码都有一定的权值,如能将每一位代码按其权的大小转换成相应的模拟量,定的权值,如能将每一位代码按其权的大小转换成相应的模拟量,然然后,将这些模拟量相加,即可得到与数字量成正比的模拟量,后,将这些模拟量相加,即可得到与数字量成正比的模拟量,从而实从而实现数字量现数字量-模拟量的转换。模拟量的转换
4、。实现实现D/A转换的基本思想转换的基本思想 NDb424b323b222b121b020 124123022021120将二进制数将二进制数ND(11001)B转换为十进制数。转换为十进制数。D/A转换的基本原理转换的基本原理第6页,共27页,编辑于2022年,星期一 D/A转换器的组成转换器的组成:DAC的数字数据可以并行输入也可串行输入的数字数据可以并行输入也可串行输入用存放在数字寄存器中的数字量的各位数码由输入数字量控制产生权电流将权电流相加产生与输入成正比的模拟电压第7页,共27页,编辑于2022年,星期一 实现实现D/A转换的原理电路转换的原理电路,,第8页,共27页,编辑于202
5、2年,星期一 D/A转换器的分类转换器的分类:按解码网络结按解码网络结构分类构分类 T型电阻网络型电阻网络DAC倒倒T形电阻网络形电阻网络DAC权电流权电流DAC 权电阻网络权电阻网络DAC 按模拟电子开关按模拟电子开关电路分类电路分类 CMOS开关型开关型DAC双极型开关型双极型开关型DAC 电流开关型电流开关型DAC ECL电流开关型电流开关型DAC D/A 转转换换器器第9页,共27页,编辑于2022年,星期一一、一、倒倒T形电阻网络形电阻网络D/A转换器转换器Di=0,Si则将电阻则将电阻2R接地接地Di=1,Si接运算放大器反相端,电流接运算放大器反相端,电流Ii流入求和电路流入求和
6、电路 电阻网络模拟电子开关求和运算放大器输出模拟电压输入4位二进制数根据运放线性运用时虚地的概念可知,无论模拟开关根据运放线性运用时虚地的概念可知,无论模拟开关Si处于处于何种位置,与何种位置,与Si相连的相连的2R电阻将接电阻将接“地地”或虚地或虚地。1、4位倒位倒T形电阻网络形电阻网络D/A转换器转换器基准电压 电阻网络电阻网络 模拟电子开关模拟电子开关 求和运算放大器求和运算放大器第10页,共27页,编辑于2022年,星期一流入运放的总电流:流入运放的总电流:i I0+I1+I2+I3输出模拟电压:输出模拟电压:第11页,共27页,编辑于2022年,星期一4 4 位倒位倒T T形电阻形电
7、阻网络网络DAC的输出模拟电压:的输出模拟电压:n 位倒位倒T T形电阻网络形电阻网络DAC有:有:令:令:则则 O=K NB 在电路中输入的每一个在电路中输入的每一个二进制数二进制数NB,均能得到与之成正比的模,均能得到与之成正比的模拟电压输出。拟电压输出。第12页,共27页,编辑于2022年,星期一关于关于D/A转换器精度的讨论转换器精度的讨论(1)基准电压稳定性好;基准电压稳定性好;(2)倒倒T形电阻网络中形电阻网络中R和和2R电阻比值的精度要高;电阻比值的精度要高;(3)为实现电流从高位到低位按为实现电流从高位到低位按2的整数倍递减,模拟开关的整数倍递减,模拟开关的导通电阻也相应地按的
8、导通电阻也相应地按2的整数倍递增。的整数倍递增。为进一步提高为进一步提高D/A转换器的精度,可采用权电流型转换器的精度,可采用权电流型D/A转换器。转换器。为提高为提高D/A转换器的精度,对电路参数的要求:转换器的精度,对电路参数的要求:(3)每个模拟开关的开关电压降要相等每个模拟开关的开关电压降要相等第13页,共27页,编辑于2022年,星期一三、三、D/A转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标分辨率:其定义为分辨率:其定义为D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。n位位DAC最多有最多有2n个模拟输出电压。位数越多个模拟输出电压。位数越多D/A转
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