數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)

1、數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 概述概述v 在實(shí)際工程中大量遇到的是連續(xù)變化的物理量。所謂在實(shí)際工程中大量遇到的是連續(xù)變化的物理量。所謂連續(xù)，包括兩方面的含義：一方面從時(shí)間上來說，它是隨連續(xù)，包括兩方面的含義：一方面從時(shí)間上來說，它是隨時(shí)間連續(xù)變化時(shí)間連續(xù)變化的；另一方面從數(shù)值上來說，它的的；另一方面從數(shù)值上來說，它的數(shù)值也是數(shù)值也是連續(xù)變化連續(xù)變化的。這種連續(xù)變化的物理量通常稱為的。這種連續(xù)變化的物理量通常稱為模擬量模擬量。v 在數(shù)字系統(tǒng)內(nèi)部，只能對數(shù)字信號進(jìn)行處理。在數(shù)字系統(tǒng)內(nèi)部，只能對數(shù)字信號進(jìn)行處理。l 必須先轉(zhuǎn)化成

2、離散的數(shù)字信號，再輸入數(shù)字系統(tǒng)識別和處理；必須先轉(zhuǎn)化成離散的數(shù)字信號，再輸入數(shù)字系統(tǒng)識別和處理；l 又必須把數(shù)字系統(tǒng)發(fā)出的控制命令等轉(zhuǎn)化為模擬信號，去驅(qū)動(dòng)又必須把數(shù)字系統(tǒng)發(fā)出的控制命令等轉(zhuǎn)化為模擬信號，去驅(qū)動(dòng)模擬調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。模擬調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。l 這兩個(gè)過程，都需要數(shù)這兩個(gè)過程，都需要數(shù)/模和模模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口來完成。數(shù)轉(zhuǎn)換接口來完成。第十章第十章 數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 概述概述數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換即將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬電量即將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬電量( (電壓或電電壓或電流流)

3、 )，使輸出的模擬電量與輸入的數(shù)字量成正比，使輸出的模擬電量與輸入的數(shù)字量成正比。 實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換的電路稱數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換的電路稱數(shù)模轉(zhuǎn)換器 Digital - Analog Converter，簡稱簡稱 D/A 轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器或 DAC。 模數(shù)轉(zhuǎn)換模數(shù)轉(zhuǎn)換即將模擬電量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，使輸出即將模擬電量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，使輸出的數(shù)字量與輸入的模擬電量成正比。的數(shù)字量與輸入的模擬電量成正比。 實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的電路稱模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的電路稱模數(shù)轉(zhuǎn)換器 Analog - Digital Converter，簡稱簡稱 A/D 轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器或 ADC。 第十章第十章 數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器

4、與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院A/DA/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 D/AD/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 模擬模擬 控制器控制器 工業(yè)生產(chǎn)過程控制對象工業(yè)生產(chǎn)過程控制對象 模模 擬擬 傳感器傳感器 ADC和和DAC已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。將溫度、壓力、流將溫度、壓力、流量、應(yīng)力等物理量量、應(yīng)力等物理量轉(zhuǎn)換為模擬電量。轉(zhuǎn)換為模擬電量。計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字處計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字處理（如計(jì)算、濾理（如計(jì)算、濾波）、保存等波）、保存等用模擬量作為用模擬量作為控制信號控制信號數(shù)字控制數(shù)字控制 計(jì)算機(jī)計(jì)算

5、機(jī) 概述概述v A/D和和D/A轉(zhuǎn)換器是把微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)轉(zhuǎn)換器是把微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到檢測和過程控制的必要裝置，用領(lǐng)域擴(kuò)展到檢測和過程控制的必要裝置，是把計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過程、科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程聯(lián)是把計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過程、科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程聯(lián)系起來的重要橋梁。系起來的重要橋梁。第十章第十章 數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院壓力, 溫度,流量,液位等通過傳感器轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電壓或電流的模擬信號由DAC轉(zhuǎn)換成模擬量信號的電壓和或電流數(shù)字計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)示意圖數(shù)字計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)示意圖由計(jì)算機(jī)依次選通

6、，進(jìn)入ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號經(jīng)過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，輸出為數(shù)字量計(jì)算機(jī)選擇某一執(zhí)行機(jī)構(gòu)，去調(diào)節(jié)控制對象。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) D/AD/A轉(zhuǎn)換器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)轉(zhuǎn)換器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)譯碼器譯碼器（解碼器）。一般常（解碼器）。一般常用的線性用的線性D/AD/A轉(zhuǎn)換器，其輸出模擬電壓轉(zhuǎn)換器，其輸出模擬電壓uO O和輸入數(shù)字量和輸入數(shù)字量D Dn n之間成之間成正比關(guān)系正比關(guān)系。U UREFREF為參考電壓。為參考電壓。 D/AD/A轉(zhuǎn)換器是將輸入的轉(zhuǎn)換器是將輸入的二進(jìn)制數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量二

7、進(jìn)制數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，以電壓或電流的形式輸出。以電壓或電流的形式輸出。 uo或或 io 輸出輸出 D/A d0 d1 dn1 輸入輸入 Dn (LSB) (MSB) uODnUREF第十章第十章 數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 數(shù)字量是用代碼按數(shù)位組合而成的，數(shù)字量是用代碼按數(shù)位組合而成的， 對于有權(quán)碼，每位代對于有權(quán)碼，每位代碼都有一定的權(quán)值，如能將每一位代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成碼都有一定的權(quán)值，如能將每一位代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，相應(yīng)的模擬量， 然后，將這些模擬量相

8、加，即可得到與數(shù)字然后，將這些模擬量相加，即可得到與數(shù)字量成正比的模擬量，量成正比的模擬量， 從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字量從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字量-模擬量的轉(zhuǎn)換。模擬量的轉(zhuǎn)換。 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的基本思想轉(zhuǎn)換的基本思想 NDb424b323b222b121b020 124123022021120將二進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)ND(11001)B轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。D/A轉(zhuǎn)換的基本原理轉(zhuǎn)換的基本原理第十章第十章 數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 1-n0iREFiiREF00REF11REF2n2nREF

9、1n1nREFnoU2d U2dU2dU2dU2d UDu 1-n0iii00112n2n1n1nn2d2d2d2d2dD即：即：D/AD/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓u uO O，等于代碼為，等于代碼為1 1的各位所對應(yīng)的各位所對應(yīng)的各分模擬電壓之和。的各分模擬電壓之和。 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的基本思想轉(zhuǎn)換的基本思想D/A轉(zhuǎn)換的基本原理轉(zhuǎn)換的基本原理數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 數(shù)數(shù)碼碼 寄寄存存器器 n n位位模模擬擬開開關(guān)關(guān) 解解碼碼 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò) 求求和和 電電路路 基基準(zhǔn)準(zhǔn)電電壓壓 n n位位數(shù)數(shù)字字量量輸輸入入

10、 模模擬擬量量 輸輸出出 DAC的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以并行輸入也可串行輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以并行輸入也可串行輸入用存放在數(shù)用存放在數(shù)字寄存器中的字寄存器中的數(shù)字量的各位數(shù)字量的各位數(shù)碼數(shù)碼由輸入數(shù)字由輸入數(shù)字量控制量控制產(chǎn)生權(quán)電流產(chǎn)生權(quán)電流將權(quán)電流相將權(quán)電流相加產(chǎn)生與輸入加產(chǎn)生與輸入成正比的模擬成正比的模擬電壓電壓 D/A轉(zhuǎn)換器的組成轉(zhuǎn)換器的組成D/A轉(zhuǎn)換的基本原理轉(zhuǎn)換的基本原理數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 D/A轉(zhuǎn)換器的分類轉(zhuǎn)換器的分類:按解碼網(wǎng)絡(luò)按解碼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分類結(jié)構(gòu)分類 T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC倒倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)形電阻網(wǎng)絡(luò)DA

11、C權(quán)電流權(quán)電流DAC 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC 按模擬電子開按模擬電子開關(guān)電路分類關(guān)電路分類 CMOS開關(guān)型開關(guān)型DAC雙極型開關(guān)型雙極型開關(guān)型DAC 電流開關(guān)型電流開關(guān)型DAC ECL電流開關(guān)型電流開關(guān)型DAC D/A 轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換的基本原理轉(zhuǎn)換的基本原理數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院(1)T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC R-2R T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC是由模擬開關(guān)、是由模擬開關(guān)、R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)、電阻網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電壓幾部分組成。運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電壓幾部分組成。 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)

12、 a0 a1 an3 Sn3 an1 Sn2 2R Sn1 2R 2R 2R 2R S1 S0 2R R R R R R RF vO 0 1 A 2R an2 VR n n3 n2 n1 T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)模擬開關(guān)模擬開關(guān)運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器（求和運(yùn)算）（求和運(yùn)算）基準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓電壓數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)v 由由R和和2R兩種規(guī)格電阻組成電阻網(wǎng)絡(luò)，常稱為兩種規(guī)格電阻組成電阻網(wǎng)絡(luò)，常稱為R-2R T型型D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器，S0、 S1 、 S2 、 S3四個(gè)模擬開關(guān)，表示四個(gè)

13、模擬開關(guān)，表示數(shù)字信號數(shù)字信號d0、d1 、d2 、d3的取值情況。的取值情況。2Rl 4位位T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC電路電路數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)總電流總電流I2R3l 4位位T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC電路電路數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)l 4位位T型型DAC電路電路)2222(23)16842(30011223340123ddddRRVRddddRVRI

14、UfREFfREFfo輸出電壓為：輸出電壓為：2R)2222(2)2222(233001122334001122334ddddVddddRRVURRREFfREFof，則若數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)l 4位位T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC電路電路)2222(23)16842(30011223340123ddddRRVRddddRVRIUfREFfREFfo輸出電壓為：輸出電壓為：2R數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院

15、例：設(shè)例：設(shè)8位位T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC如圖所示，已知如圖所示，已知UREF10V，輸，輸入量數(shù)字入量數(shù)字D11010110。試求：試求：(1) RF3R時(shí)，輸出模擬電壓時(shí)，輸出模擬電壓U0？ (2) RF，2R時(shí)，輸出模擬電壓時(shí)，輸出模擬電壓U0，？，？ 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院例：設(shè)例：設(shè)8位位T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC如圖所示，已知如圖所示，已知UREF10V，輸，輸入量數(shù)字入量數(shù)字D11010110。試求：試求：(1) RF3R時(shí)，輸出模擬電壓時(shí)，輸出模擬電壓U0

16、？ (2) RF，2R時(shí)，輸出模擬電壓時(shí)，輸出模擬電壓U0，？，？ 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)DURRUnREFF230) 0212120212021212(21020123456780DUUnREF)(36. 821425610V解：在電路中解：在電路中n8，D11010110 （1）當(dāng)當(dāng)RF3R時(shí)，由時(shí)，由可得：可得：數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院例：設(shè)例：設(shè)8位位T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC如圖所示，已知如圖所示，已知UREF10V，輸入量數(shù)字輸入量數(shù)字D11010110。試求：試求：(1) RF3R時(shí)，

17、輸出模擬電壓時(shí)，輸出模擬電壓U0？ (2) RF，2R時(shí)，輸出模擬電壓時(shí)，輸出模擬電壓U0，？，？ 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)解：在電路中解：在電路中n8，D11010110DURRUnREFF230)(57. 5214210328VRR（2）當(dāng)）當(dāng)RF2R時(shí)，時(shí)，數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院模擬開關(guān)S3-S0表示 四位二進(jìn)制數(shù)四位的二進(jìn)制數(shù)當(dāng)Di=1表示Si接1,電阻 上通過電流流向I01當(dāng)Di=0即表示開頭接0,流過相應(yīng)電阻的電流流向I02到地端各節(jié)點(diǎn)向右看的二端網(wǎng)絡(luò)的等阻值為R 等效電路為l 4位倒位倒

18、T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC電路電路 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院由基準(zhǔn)電源由基準(zhǔn)電源V VREFREF供供出電流出電流為為: :I IR R= =V VREFREF/ /R R因此由節(jié)點(diǎn)因此由節(jié)點(diǎn)D D分出去的兩路支路電流必相等分出去的兩路支路電流必相等, ,則有則有3 333334 41 12 2RR2I= I=I=I2等效電路為等效電路為l 4位倒位倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC電路電路數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與

19、工程學(xué)院同理可以得出：同理可以得出：當(dāng)當(dāng)DI=1時(shí)，表示相應(yīng)的時(shí)，表示相應(yīng)的Ii流向流向IO1, 0 00 00 01 1R412=22IIII1 11 11 12 2R412=22IIIIIIII2223R412=223210REFO132104VI=D2 + D2 + D2 + D22Rl 4位倒位倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC電路電路 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院運(yùn)算放大器和運(yùn)算放大器和T T形網(wǎng)絡(luò)中各支路電阻、反饋電阻組成反形網(wǎng)絡(luò)中各支路電阻、反饋電阻組成反相求和運(yùn)算電路?？?/p>

20、得輸出電壓為：相求和運(yùn)算電路?？傻幂敵鲭妷簽椋喝羧∪羧f=R,則則D/A轉(zhuǎn)換后的輸出電壓表示為轉(zhuǎn)換后的輸出電壓表示為:同理同理,當(dāng)當(dāng)Di為為n位的二進(jìn)制數(shù)位的二進(jìn)制數(shù),則相應(yīng)則相應(yīng) R-2R 倒倒T 形電阻形電阻網(wǎng)絡(luò)也有網(wǎng)絡(luò)也有n個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn),則則D/A轉(zhuǎn)換后的輸出電壓為轉(zhuǎn)換后的輸出電壓為:l 4位倒位倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC電路電路 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)10(412DRRVRIUfREFfoo)10(412DVRIUREFfoo)10(12DVRIUnREFfoo數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院l

21、 DAC的主要參數(shù)的主要參數(shù) 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)v 分辨率分辨率 這是這是DA轉(zhuǎn)換器中最重要的指標(biāo)，它表示轉(zhuǎn)換器中最重要的指標(biāo)，它表示D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器對模擬量的分辨能力器對模擬量的分辨能力。理論定義為最小輸出電壓。理論定義為最小輸出電壓(對應(yīng)對應(yīng)的輸入數(shù)字量僅最低位為的輸入數(shù)字量僅最低位為“1”)與最大輸出電壓與最大輸出電壓(對應(yīng)的數(shù)對應(yīng)的數(shù)字輸入量為全字輸入量為全“1”)之比。對于前述之比。對于前述4位位D/A轉(zhuǎn)換器，其分轉(zhuǎn)換器，其分辨率為辨率為1/15。分辨率越高，轉(zhuǎn)換時(shí)對應(yīng)最小數(shù)字輸入的。分辨率越高，轉(zhuǎn)換時(shí)對應(yīng)最小數(shù)字輸入的模擬信號電壓數(shù)值越小，也就越靈敏。模擬信號

22、電壓數(shù)值越小，也就越靈敏。通常，使用數(shù)字通常，使用數(shù)字輸入量的位數(shù)來給出分辨率。輸入量的位數(shù)來給出分辨率。 例如，單片集成例如，單片集成D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器AD7522的分辨率為的分辨率為10位，位，單片集成單片集成D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器ADll47的分辨率為的分辨率為16位等。位等。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院l DAC的主要參數(shù)的主要參數(shù) 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)v 線性度線性度 通常用非線性誤差的大小表示通常用非線性誤差的大小表示D/A轉(zhuǎn)換器的線性轉(zhuǎn)換器的線性度度。而非線性誤差為理想的輸入。而非線性誤差為理

23、想的輸入/輸出特性曲線與實(shí)際輸出特性曲線與實(shí)際轉(zhuǎn)換曲線的偏差，轉(zhuǎn)換曲線的偏差，一般取偏差的最大值表示一般取偏差的最大值表示。v 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度 轉(zhuǎn)換精度以最大的靜態(tài)轉(zhuǎn)換誤差（綜合誤差）的轉(zhuǎn)換精度以最大的靜態(tài)轉(zhuǎn)換誤差（綜合誤差）的形式給出形式給出。這個(gè)轉(zhuǎn)換誤差應(yīng)該是包含非線性誤差、比。這個(gè)轉(zhuǎn)換誤差應(yīng)該是包含非線性誤差、比例系數(shù)誤差以及漂移誤差等綜合誤差。但是有的產(chǎn)品例系數(shù)誤差以及漂移誤差等綜合誤差。但是有的產(chǎn)品說明書中說明書中,只是分別給出各項(xiàng)誤差只是分別給出各項(xiàng)誤差,而未給出綜合誤差。而未給出綜合誤差。v 應(yīng)該注意應(yīng)該注意,轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度和和分辨率分辨率是是2個(gè)不同個(gè)不同的概念。精度是指轉(zhuǎn)

24、換后所得的實(shí)際值對于的概念。精度是指轉(zhuǎn)換后所得的實(shí)際值對于理想值的接近程度，而分辨率是指能夠?qū)D(zhuǎn)理想值的接近程度，而分辨率是指能夠?qū)D(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)生影響的最小輸入量換結(jié)果發(fā)生影響的最小輸入量,對于分辨率很對于分辨率很高的高的DA轉(zhuǎn)換器并不一定具有很高的精度。轉(zhuǎn)換器并不一定具有很高的精度。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院l DAC的主要參數(shù)的主要參數(shù) 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)v 建立時(shí)間建立時(shí)間 所謂建立時(shí)間，系指數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的輸入代碼有滿所謂建立時(shí)間，系指數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的輸入代碼有滿度值的變化時(shí)度值的變化時(shí),其輸出模

25、擬信號電壓其輸出模擬信號電壓(或模擬信號電流或模擬信號電流)達(dá)達(dá)到滿刻度值到滿刻度值1/2LSB精度時(shí)所需要的時(shí)間精度時(shí)所需要的時(shí)間。 對于一個(gè)理想的對于一個(gè)理想的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器,其數(shù)字輸入信號從一個(gè)二其數(shù)字輸入信號從一個(gè)二進(jìn)制數(shù)變到另一個(gè)二進(jìn)制數(shù)時(shí)進(jìn)制數(shù)變到另一個(gè)二進(jìn)制數(shù)時(shí),其輸出模擬信號電壓其輸出模擬信號電壓,應(yīng)立應(yīng)立即從原來的輸出電壓跳變到與新的數(shù)字信號相對應(yīng)的新的即從原來的輸出電壓跳變到與新的數(shù)字信號相對應(yīng)的新的輸出電壓。但是在實(shí)際的輸出電壓。但是在實(shí)際的D/A轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換器中,電路中的電容、電電路中的電容、電感和開關(guān)電路會引起電路時(shí)間延遲感和開關(guān)電路會引起電路時(shí)間延遲。不同型號的

26、。不同型號的D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器，其建立時(shí)間不同器，其建立時(shí)間不同,一般從幾個(gè)納秒到幾個(gè)微秒。輸出形一般從幾個(gè)納秒到幾個(gè)微秒。輸出形式是電流的式是電流的,其其D/A轉(zhuǎn)換器的建立時(shí)間是很短的；輸出形式轉(zhuǎn)換器的建立時(shí)間是很短的；輸出形式是電壓的是電壓的,D/A轉(zhuǎn)換器的主要建立時(shí)間是其輸出運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換器的主要建立時(shí)間是其輸出運(yùn)算放大器所需的響應(yīng)時(shí)間。所需的響應(yīng)時(shí)間。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院T型型/倒倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：電阻種類少，只有優(yōu)點(diǎn)：電阻種類少，只有R和和2R，提高了制造，提

27、高了制造精度；而且支路電流流入求和點(diǎn)不存在時(shí)間差，精度；而且支路電流流入求和點(diǎn)不存在時(shí)間差，提高了轉(zhuǎn)換速度。提高了轉(zhuǎn)換速度。 應(yīng)用：它是目前集成應(yīng)用：它是目前集成D/A轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換速度較轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換速度較高且使用較多的一種，如高且使用較多的一種，如8位位D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器DAC0832，就是采用倒，就是采用倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)。型電阻網(wǎng)絡(luò)。 10.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 A/DA/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換過程通過轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換過程通過取樣、保持、量化和編

28、碼取樣、保持、量化和編碼四個(gè)步驟完成。四個(gè)步驟完成。 A/DA/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理轉(zhuǎn)換器的基本工作原理采樣保持量化編碼VIDO模擬量輸入模擬量輸入數(shù)字量輸出數(shù)字量輸出 10.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 取樣（也稱采樣）是將時(shí)間上連續(xù)變化的信號，取樣（也稱采樣）是將時(shí)間上連續(xù)變化的信號，轉(zhuǎn)換為時(shí)轉(zhuǎn)換為時(shí)間上離散的信號間上離散的信號，即將時(shí)間上連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為一系列，即將時(shí)間上連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為一系列等間隔的脈沖，脈沖的幅度取決于輸入模擬量。等間隔的脈沖，脈沖的幅度取決于輸入模

29、擬量。1.1.取樣和保持取樣和保持 取樣過程取樣過程 采樣脈沖采樣脈沖 輸輸入入模模擬擬信信號號 采采樣樣輸輸出出信信號號 maxf2fs 10.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)A/DA/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理轉(zhuǎn)換器的基本工作原理數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院10.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)1.1.取樣和保持取樣和保持 A/DA/D轉(zhuǎn)換器的基本工轉(zhuǎn)換器的基本工作原理作原理 模擬信號經(jīng)采樣后，得到一系列模擬信號經(jīng)采樣后，得到一系列樣值脈沖樣值脈沖。采樣脈沖寬度。采樣脈沖寬度一般是很短暫的，在下一個(gè)采樣脈沖到來之前，應(yīng)暫時(shí)保持一

30、般是很短暫的，在下一個(gè)采樣脈沖到來之前，應(yīng)暫時(shí)保持所取得的樣值脈沖幅度，以便進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因此，在取樣電路之所取得的樣值脈沖幅度，以便進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因此，在取樣電路之后須加后須加保持電路保持電路。在采樣脈沖在采樣脈沖S(tS(t) )到來的時(shí)間到來的時(shí)間內(nèi)，內(nèi)，VTVT導(dǎo)通，導(dǎo)通，U UI I( (t t) )向電容向電容C C充電，假充電，假定充電時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于定充電時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于，則有：則有：U UO O(t(t) )U US S(t(t) )U UI I(t(t) )。采樣采樣采樣結(jié)束，采樣結(jié)束，VTVT截止，而電容截止，而電容C C上電壓保持充電電壓上電壓保持充電電壓U UI I(t(t) )

31、不變，直到不變，直到下一個(gè)采樣脈沖到來為止。下一個(gè)采樣脈沖到來為止。保持保持 場效應(yīng)管場效應(yīng)管VTVT為為采樣門采樣門，電容，電容C C為為保持電容保持電容，運(yùn)算放大器為，運(yùn)算放大器為跟跟隨器隨器，起緩沖，起緩沖隔離隔離作用。作用。取樣保持電路及輸出波形取樣保持電路及輸出波形1.1.取樣和保持取樣和保持 A/DA/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理轉(zhuǎn)換器的基本工作原理數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 輸入的模擬電壓經(jīng)過取樣保持后，得到的是輸入的模擬電壓經(jīng)過取樣保持后，得到的是階梯波階梯波。而該階。而該階梯波仍是一個(gè)可以連續(xù)取值的模擬量，但

32、梯波仍是一個(gè)可以連續(xù)取值的模擬量，但n n位數(shù)字量只能表示位數(shù)字量只能表示2 2n n個(gè)數(shù)值。因此，用數(shù)字量來表示連續(xù)變化的模擬量時(shí)就有一個(gè)類個(gè)數(shù)值。因此，用數(shù)字量來表示連續(xù)變化的模擬量時(shí)就有一個(gè)類似于似于四舍五入的近似問題四舍五入的近似問題。2.2.量化和編碼量化和編碼 將采樣后的樣值電平歸化到與之接近的離散電平上，這個(gè)過將采樣后的樣值電平歸化到與之接近的離散電平上，這個(gè)過程稱為程稱為量化量化。指定的離散電平稱為。指定的離散電平稱為量化電平量化電平U Uq q 。用二進(jìn)制數(shù)碼。用二進(jìn)制數(shù)碼來表示各個(gè)量化電平的過程稱為來表示各個(gè)量化電平的過程稱為編碼編碼。兩個(gè)量化電平之間的差值。兩個(gè)量化電平之

33、間的差值稱為稱為量化單位量化單位，位數(shù)越多，量化等級越細(xì)，位數(shù)越多，量化等級越細(xì)，就越小。取樣保就越小。取樣保持后未量化的持后未量化的U Uo o值與量化電平值與量化電平U Uq q值通常是不相等的，其差值稱為值通常是不相等的，其差值稱為量化誤差量化誤差，即，即= =U Uo o- -U Uq q。量化的方法一般有兩種：量化的方法一般有兩種：只舍不入法只舍不入法和和有舍有入法有舍有入法。A/DA/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理轉(zhuǎn)換器的基本工作原理 10.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院1)1)只舍不入

34、法只舍不入法 當(dāng)當(dāng)U Uo o的尾數(shù)的尾數(shù)時(shí)，時(shí)，舍尾取整。舍尾取整。這種方法這種方法總總為正值，為正值，maxmax 。 2)2)有舍有入法有舍有入法 當(dāng)當(dāng)U Uo o的尾數(shù)的尾數(shù)/2/2時(shí)，舍時(shí)，舍尾取整；當(dāng)尾取整；當(dāng)U Uo o的尾數(shù)的尾數(shù)/2/2時(shí)，時(shí)，舍尾入整。舍尾入整。這種方法這種方法可正可可正可負(fù)，但是負(fù)，但是| | maxmax|= |= /2/2?？梢?，可見，它的誤差要小。它的誤差要小。 2.2.量化和編碼量化和編碼 A/DA/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理轉(zhuǎn)換器的基本工作原理數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院A/DA

35、/D轉(zhuǎn)換器有轉(zhuǎn)換器有直接轉(zhuǎn)換法直接轉(zhuǎn)換法和和間接轉(zhuǎn)換法間接轉(zhuǎn)換法兩大類。兩大類。 直接法是通過一套基準(zhǔn)電壓與取樣保持電壓進(jìn)行直接法是通過一套基準(zhǔn)電壓與取樣保持電壓進(jìn)行比較比較，從，從而而直接直接將模擬量將模擬量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。其特點(diǎn)是成數(shù)字量。其特點(diǎn)是工作速度高工作速度高，轉(zhuǎn)換精，轉(zhuǎn)換精度容易保證，調(diào)準(zhǔn)也比較方便。度容易保證，調(diào)準(zhǔn)也比較方便。直接直接A/DA/D轉(zhuǎn)換器有計(jì)數(shù)型、逐次轉(zhuǎn)換器有計(jì)數(shù)型、逐次比較型、并行比較型比較型、并行比較型等。等。 間接法是將取樣后的模擬信號先轉(zhuǎn)換成間接法是將取樣后的模擬信號先轉(zhuǎn)換成中間變量中間變量時(shí)間時(shí)間t t或或頻率頻率f f, , 然后再將然后再將t t或

36、或f f轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。其特點(diǎn)是工作速度較低工作速度較低，但但轉(zhuǎn)換精度可以做得較高轉(zhuǎn)換精度可以做得較高，且抗干擾性強(qiáng)。，且抗干擾性強(qiáng)。間接間接A/DA/D轉(zhuǎn)換器有單轉(zhuǎn)換器有單次積分型、雙積分型次積分型、雙積分型等。等。l A/D A/D轉(zhuǎn)換器的主要電路形式轉(zhuǎn)換器的主要電路形式 10.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 它是一種常用它是一種常用A/DA/D轉(zhuǎn)換方式轉(zhuǎn)換方式, ,轉(zhuǎn)換速率比雙積分型快轉(zhuǎn)換速率比雙積分型快, ,每秒每秒鐘采

37、樣高達(dá)幾十萬次鐘采樣高達(dá)幾十萬次, ,逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換的過程與用天平稱轉(zhuǎn)換的過程與用天平稱物體質(zhì)量的過程相似。物體質(zhì)量的過程相似。 (1)(1)先在砝碼盤上加上先在砝碼盤上加上128g128g砝碼，經(jīng)天平比較結(jié)果，重砝碼，經(jīng)天平比較結(jié)果，重物物149g128g149g128g，則此砝碼保留，即相當(dāng)于最高位數(shù)碼則此砝碼保留，即相當(dāng)于最高位數(shù)碼D7記為記為1 1。 （2 2）再加再加64g64g砝碼，經(jīng)天平比較，重物砝碼，經(jīng)天平比較，重物149g(128+64)g149g(128+64)g，則舍下則舍下64g g砝碼，即相當(dāng)于數(shù)碼記為砝碼，即相當(dāng)于數(shù)碼記為0。 10.2 模數(shù)轉(zhuǎn)

38、換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 逐一添加比較，凡砝碼總質(zhì)量小于物體質(zhì)量的砝碼留下，逐一添加比較，凡砝碼總質(zhì)量小于物體質(zhì)量的砝碼留下，否則舍去。否則舍去。保留的砝碼為保留的砝碼為 128g + 16g + 4g + 1g = 149g128g + 16g + 4g + 1g = 149g相當(dāng)于轉(zhuǎn)換的數(shù)碼為相當(dāng)于轉(zhuǎn)換的數(shù)碼為D77D0 = 100101010 = 10010101逐次逼近型逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器被保留的電壓被保留的電壓相當(dāng)于相當(dāng)于天平所稱的物體天平所稱的物體質(zhì)量質(zhì)量，而所轉(zhuǎn)換的，而所

39、轉(zhuǎn)換的數(shù)字量數(shù)字量相當(dāng)于在天平上逐次添加砝碼相當(dāng)于在天平上逐次添加砝碼所保留下來的所保留下來的砝碼質(zhì)量砝碼質(zhì)量。 10.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 取樣保持 n位DAC 控制邏輯 + - + C 時(shí)鐘源 Qn-1Qn-2Qn-3 Q2Q1Q0 逐位逼近寄存器 （SAR） 輸出寄存器 轉(zhuǎn)換控 制信號 模擬輸入 u1 u1 偏移電壓 u0 u0 /2 UREF 比較器 UC CP US dn-1(MSB) dn-2 n位并行 d2 數(shù)字輸出 d1 d0 (LSB) 逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器原理圖轉(zhuǎn)換器原理圖 逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 10.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器的基本電路轉(zhuǎn)換器的基本電路比較器比較器C3位位D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器環(huán)形右移寄存器環(huán)形右移寄存器逐次逼近型逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 為了提高為了提高ADC轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度,在輸出端加負(fù)的偏移電壓在輸出端加負(fù)的偏移電壓 = 0.5V, 作為量作為量化誤差修正化誤差修正,送入比較器的電壓為送入比較器的電壓為uO