(數(shù)字電子技術(shù))第7章數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換課件

第7章數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換7.1概述7.2數(shù)/模轉(zhuǎn)換7.3模/數(shù)轉(zhuǎn)換7.4本章小結(jié)7.5例題精選7.6自我檢測(cè)題第7章數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換7.1概述隨著以數(shù)字計(jì)算機(jī)為代表的各種數(shù)字系統(tǒng)的廣泛普及和應(yīng)用，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換已成為電子技術(shù)中不可或缺的重要組成部分。數(shù)/模轉(zhuǎn)換指的是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)，簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換，同時(shí)將實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)換的電路稱為D/A轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱DAC；模/數(shù)轉(zhuǎn)換指的是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換，并將實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)換的電路稱為A/D轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱ADC。7.1概述隨著以數(shù)字計(jì)算機(jī)為代表的各種數(shù)字系統(tǒng)的廣泛普及和應(yīng)用，模7.2.1DAC的基本概念

1.DAC的轉(zhuǎn)換原理

如果DAC電路的輸入為n位二進(jìn)制數(shù)D，輸出是與數(shù)字量成正比的電壓Uo或電流Io，則有

(7.2.1)

式中，K為轉(zhuǎn)換比例常數(shù)。7.2數(shù)/模轉(zhuǎn)換7.2.1DAC的基本概念

1.DAC的轉(zhuǎn)換原理

圖7.2.1給出了DAC輸入、輸出關(guān)系框圖。當(dāng)n=3時(shí)，DAC轉(zhuǎn)換電路的輸出與輸入轉(zhuǎn)換特性如圖7.2.2所示，輸出為階梯波。圖7.2.1DAC輸入、輸出關(guān)系圖圖7.2.1給出了DAC輸入、輸出關(guān)系框圖。當(dāng)n=3時(shí)，圖7.2.2DAC轉(zhuǎn)換特性圖7.2.2DAC轉(zhuǎn)換特性

2.DAC的結(jié)構(gòu)框圖

圖7.2.3是一個(gè)n位二進(jìn)制DAC結(jié)構(gòu)框圖。轉(zhuǎn)換的電阻解碼網(wǎng)絡(luò)。圖7.2.3n位二進(jìn)制DAC結(jié)構(gòu)框圖2.DAC的結(jié)構(gòu)框圖

圖7.2.3是一個(gè)n位二進(jìn)制7.2.2DAC的主要技術(shù)指標(biāo)

1.轉(zhuǎn)換精度

1)分辨率

分辨率是指輸入數(shù)字量最低有效位為1時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出可分辨的最小輸出電壓ULSB與最大輸出電壓Um之比，即

(7.2.2)7.2.2DAC的主要技術(shù)指標(biāo)

1.轉(zhuǎn)換精度

它反映了DAC對(duì)輸出最小電壓的分辨能力，當(dāng)n越大時(shí)，DAC的分辨能力越高(分辨率越小)。

如果輸出模擬電壓滿量程Um＝10V，那么10位DAC能夠分辨的最小電壓為

10×0.098％＝9.8mV

而12位DAC能夠分辨的最小電壓為

10×0.024％＝2.4mV它反映了DAC對(duì)輸出最小電壓的分辨能力，當(dāng)n越大時(shí)，DAC的2)轉(zhuǎn)換誤差

轉(zhuǎn)換誤差一般用絕對(duì)誤差表示。絕對(duì)誤差是指DAC的實(shí)際輸出值與理論值之差。該值一般應(yīng)低于最小輸出電壓ULSB的一半。DAC的轉(zhuǎn)換誤差越小，轉(zhuǎn)換精度就越高。轉(zhuǎn)換精度通常用輸出電壓滿刻度時(shí)絕對(duì)誤差的百分?jǐn)?shù)表示。即

轉(zhuǎn)換精度＝2)轉(zhuǎn)換誤差

轉(zhuǎn)換誤差一般用絕對(duì)誤差表示。絕對(duì)誤差

2.轉(zhuǎn)換速度

轉(zhuǎn)換速度是指從數(shù)碼輸入到模擬電壓穩(wěn)定輸出之間所經(jīng)歷的響應(yīng)時(shí)間，也稱轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取輸入由全0變?yōu)槿?或由全1變?yōu)槿?時(shí)，其輸出達(dá)到穩(wěn)定值所需的時(shí)間。2.轉(zhuǎn)換速度

轉(zhuǎn)換速度是指從數(shù)碼輸入到模擬電壓穩(wěn)定7.2.3常見的DAC電路

1.倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)

DAC電路可分為電壓型和電流型兩大類。

電路結(jié)構(gòu)如圖7.2.4所示。圖7.2.4n位二進(jìn)制倒T型網(wǎng)絡(luò)DAC電路7.2.3常見的DAC電路

1.倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)

電子開關(guān)受輸入二進(jìn)制數(shù)Di控制。當(dāng)Di＝1時(shí)，Si接運(yùn)算放大器反相輸入端，電流Ii流入求和電路；當(dāng)Di＝0時(shí)，Si將電阻2R接地。根據(jù)運(yùn)算放大器線性運(yùn)用時(shí)的虛地概念可知，無(wú)論電子開關(guān)Si處于何種位置，與Si相連的2R電阻均將接地，這樣流過電阻2R上的電流不隨開關(guān)位置變化而變化，為確定值，從每個(gè)節(jié)點(diǎn)向里看的二端口網(wǎng)絡(luò)等效電阻

均為R，即

RA＝2R∥2R＝R

RB＝(RA+R)∥2R＝R

RC＝2R∥2R＝R

RD＝2R∥2R＝R電子開關(guān)受輸入二進(jìn)制數(shù)Di控制。當(dāng)Di＝1時(shí)，Si接運(yùn)算則流過各節(jié)點(diǎn)的電流從高位到低位依次為

則流過各節(jié)點(diǎn)的電流從高位到低位依次為

流入運(yùn)算放大器的總電流為

(7.2.4)(7.2.3)流入運(yùn)算放大器的總電流為

(7.2.4)(7.2.3)當(dāng)Rf=R時(shí)

由上式可以看出，此電路完成了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換，并且輸出模擬電壓正比于數(shù)字量的輸入。當(dāng)Rf=R時(shí)

由上式可以看出，此電路完成

2.集成DAC電路AD7524

AD7524(CB7520)是采用倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)的8位并行D／A轉(zhuǎn)換器，功耗為20mW，供電電壓UDD為5～15V。

AD7524典型實(shí)用電路如圖7.2.5所示。2.集成DAC電路AD7524

AD7524(CB圖7.2.5AD7524典型實(shí)用電路圖7.2.5AD7524典型實(shí)用電路表7.2.1AD7524功能表表7.2.1AD7524功能表當(dāng)輸出電壓片選信號(hào)與寫入命令為低電平時(shí)，AD7524處于寫入狀態(tài)，可將D0～D7端的輸入數(shù)據(jù)寫入寄存器并轉(zhuǎn)換成模擬電壓輸出。輸出電壓與輸入數(shù)字量的關(guān)系如下：

(7.2.5)當(dāng)輸出電壓片選信號(hào)與寫入命令為低電平時(shí)，AD7該電路中n=8。當(dāng)參考電壓UR取負(fù)值時(shí)，輸出電壓為正；當(dāng)參考電壓UR取正值時(shí)，輸出為負(fù)。

當(dāng)輸入最大數(shù)字量11111111時(shí)，由式(7.2.5)可知：

該電路中n=8。當(dāng)參考電壓UR取負(fù)值時(shí)，輸出電壓為正；當(dāng)7.3.1ADC的基本概念

ADC的任務(wù)是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在此過程中，輸入的模擬信號(hào)在時(shí)間上是連續(xù)量，而輸出的數(shù)字信號(hào)是離散量，所以進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)必須在一系列選定的時(shí)間瞬間對(duì)輸入的模擬信號(hào)取樣，然后再把這些樣值轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字量。因此，轉(zhuǎn)換過程通常通過采樣、保持、量化、編碼四個(gè)步驟來(lái)完成。其轉(zhuǎn)換原理圖如圖7.3.1所示。7.3模/數(shù)轉(zhuǎn)換7.3.1ADC的基本概念

ADC的任務(wù)是將模擬信號(hào)圖7.3.1ADC的轉(zhuǎn)換原理圖圖7.3.1ADC的轉(zhuǎn)換原理圖7.3.2ADC的電路組成及其工作原理

1.ADC的電路組成

在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的過程中，需要經(jīng)過采樣、保持、量化、編碼四個(gè)步驟來(lái)完成，這些步驟往往是在電路中合并進(jìn)行的。例如采樣和保持就是利用同一個(gè)電路連續(xù)進(jìn)行的，量化和編碼也是在轉(zhuǎn)換過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)的，而且所占有的時(shí)間又是保持時(shí)間的一部分。其電路組成結(jié)構(gòu)框圖如圖7.3.2所示。7.3.2ADC的電路組成及其工作原理

1.ADC圖7.3.2ADC的電路結(jié)構(gòu)框圖圖7.3.2ADC的電路結(jié)構(gòu)框圖

2.ADC的工作原理

1)采樣和保持

為了把輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之成正比的輸出數(shù)字量，首先要對(duì)輸入的模擬信號(hào)采樣，就是按一定的時(shí)間間隔，周期性地提取輸入的模擬信號(hào)的幅值的過程。這樣就把在時(shí)間上連續(xù)變化的信號(hào)轉(zhuǎn)換為在時(shí)間上離散的信號(hào)。其過程如圖7.3.3所示。2.ADC的工作原理

1)采樣和保持

為了圖7.3.3對(duì)輸入模擬信號(hào)的采樣圖7.3.3對(duì)輸入模擬信號(hào)的采樣為了使采樣后的信號(hào)不失真地代表輸入的模擬信號(hào)，根據(jù)采樣定理可知，采樣頻率fs必須大于等于輸入模擬信號(hào)包含的最高頻率fmax的兩倍，即采樣頻率必須滿足fs≥2fmax。

模擬信號(hào)采樣后，得到一系列樣值脈沖。采樣脈沖寬度一般是很短暫的，在下一個(gè)采樣脈沖到來(lái)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，在采樣脈沖之后，必須加保持電路。采樣-保持電路的原理電路如圖7.3.4所示。為了使采樣后的信號(hào)不失真地代表輸入的模擬信號(hào)，根據(jù)采樣定圖7.3.4原理電路圖7.3.4原理電路2)量化編碼

輸入的模擬電壓經(jīng)過取樣保持后，得到的是階梯波。由于階梯波的幅度是任意的，可能會(huì)有無(wú)限多個(gè)值，這不可能與n位有限的2n個(gè)數(shù)字量相對(duì)應(yīng)，因此必須把取樣后的樣值

電平歸化到與之接近的離散電平上，這個(gè)過程稱為量化。指定的離散電平為量化電平，用二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示各個(gè)量化電平的過程，稱為編碼。2)量化編碼

輸入的模擬電壓經(jīng)過取樣保持后，得到的量化的方法一般有兩種：

(1)舍尾取整法：取最小量化單位Δ＝Um/2n，其中Um為模擬電壓最大值，n為數(shù)字代碼位數(shù)。將0～Δ之間的模擬電壓歸并到0·Δ，把Δ～2Δ之間的模擬電壓歸并到1·Δ，依此類推，最大量化誤差為Δ。例如，需要把0～＋1V之間的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為3位二進(jìn)制代碼，可取Δ＝(1/8)V，那么0～(1/8)V之間的電壓就歸并到0·Δ，用二進(jìn)制數(shù)000表示；數(shù)值在(1/8)～(2/8)V之間的電壓歸并到1·Δ，用二進(jìn)制數(shù)001表示，并依此類推，如圖7.3.5(a)所示。量化的方法一般有兩種：

(1)舍尾取整法：取最小量(2)四舍五入法：取最小量化單位Δ＝2Um/(2n－1－1)，量化時(shí)將0～Δ/2之間的模擬電壓歸并到0·Δ，把Δ/2～3·Δ/2之間的模擬電壓歸并到1·Δ，依此類推，最大量化誤差為Δ/2。例如，需要把0～+1V之間的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為3位二進(jìn)制代碼，這時(shí)可取Δ＝(2/15)V，那么0～(1/15)V之間的電壓就歸并到0·Δ，用二進(jìn)制數(shù)000表示；數(shù)值在(1/15)～(3/15)V之間的電壓歸并到1·Δ，用二進(jìn)制數(shù)001表示，并依此類推，如圖7.3.5(b)所示。(2)四舍五入法：取最小量化單位Δ＝2Um/(2n－1圖7.3.5劃分量化電平的兩種方法圖7.3.5劃分量化電平的兩種方法7.3.3ADC的主要技術(shù)指標(biāo)

1.轉(zhuǎn)換精度

1)分辨率

分辨率是指ADC對(duì)輸入模擬信號(hào)的分辨能力。例如，ADC輸出為10位二進(jìn)制數(shù)，輸入模擬信號(hào)電壓變化范圍為0～8V，則

7.3.3ADC的主要技術(shù)指標(biāo)

1.轉(zhuǎn)換精度

2)轉(zhuǎn)換誤差

轉(zhuǎn)換誤差通常是以輸出誤差最大值的形式給出的，它表示實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上輸出的數(shù)字量之間的差別，一般多以最低有效位的倍數(shù)表示。例如，轉(zhuǎn)換誤差小于等于LSB/2，表明實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上的輸出數(shù)字量之間的誤差小于等于最低有效位的一半。2)轉(zhuǎn)換誤差

轉(zhuǎn)換誤差通常是以輸出誤差最大值的形式

2.轉(zhuǎn)換速度

ADC的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型。并聯(lián)比較型ADC的轉(zhuǎn)換速度最高，例如8位輸出單片集成的ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間可在50ns之內(nèi)；其次為逐次逼近型ADC，多數(shù)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換時(shí)間都在10～100μs；雙積分型ADC最低，轉(zhuǎn)換時(shí)間多在幾十到幾百毫秒之間。2.轉(zhuǎn)換速度

ADC的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的7.3.4常見的ADC電路

1.逐次逼近型ADC

逐次逼近型ADC是按串行方式工作的，即轉(zhuǎn)換器輸出的各位數(shù)碼是逐位形成的。圖7.3.6為原理框圖，該電路由電壓比較器、邏輯控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器等組成。7.3.4常見的ADC電路

1.逐次逼近型ADC圖7.3.6逐次逼近型ADC原理圖圖7.3.6逐次逼近型ADC原理圖

2.雙積分型ADC

雙積分型ADC也是常用的一種電路形式。圖7.3.7給出了一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)并行輸出的雙積分型ADC的原理框圖，它由基準(zhǔn)電壓源、積分器、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、定時(shí)器和邏輯控制門等組成。為保證電路的正常工作，要求輸入模擬電壓Ui必須與參考電壓－UR極性相反，且輸入模擬電壓最大值滿足|Uim|≤|UR|。電路的基本原理是對(duì)輸入模擬電壓和參考電壓進(jìn)行兩次積分，先將輸入模擬電壓Ui轉(zhuǎn)換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔，然后再在此時(shí)間間隔內(nèi)用固定頻率的時(shí)鐘脈沖CLK進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器在此時(shí)間內(nèi)得到的計(jì)數(shù)值即為與模擬輸入電壓Ui對(duì)應(yīng)的數(shù)字量Dn。2.雙積分型ADC

雙積分型ADC也是常用的一種電圖7.3.7雙積分型ADC原理框圖圖7.3.7雙積分型ADC原理框圖轉(zhuǎn)換開始前，先將計(jì)數(shù)器清零，并接通開關(guān)S2，使電容C完全放電。

工作過程分兩步進(jìn)行：

第一步：令開關(guān)S1閉合到輸入模擬信號(hào)Ui側(cè)，積分器對(duì)Ui進(jìn)行定時(shí)積分，積分時(shí)間T1=2nTc(Tc為CLK時(shí)鐘脈沖的周期)，即T1時(shí)間內(nèi)n位計(jì)數(shù)器計(jì)滿，計(jì)數(shù)值為2n。

積分結(jié)束時(shí)積分器的輸出電壓為

式中Vi是Ui在T1時(shí)間內(nèi)的平均值。(7.3.1)

轉(zhuǎn)換開始前，先將計(jì)數(shù)器清零，并接通開關(guān)S2，使電容C完全第二步：令開關(guān)S1閉合到參考電壓－UR一側(cè)，積分器向相反方向積分。設(shè)積分器的輸出電壓上升到零時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間為T2，則可知：

從上式可得：

第二步：令開關(guān)S1閉合到參考電壓－UR一側(cè)，積分器向相反進(jìn)一步得：

(7.3.2)

若取Δ＝UR/2n，(Δ可看做是ADC的單位電壓)，則

(7.3.3)

(7.3.4)進(jìn)一步得：

(7轉(zhuǎn)換器在工作過程中使用的轉(zhuǎn)換時(shí)間T為T=T1+T2=

(2n+Dn)TC，轉(zhuǎn)換時(shí)間與輸入電壓的大小值有關(guān)，輸入最大時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)，最長(zhǎng)轉(zhuǎn)換時(shí)間Tm＝(2n+2n－1)TC，完成一次A/D轉(zhuǎn)換大約需要幾十毫秒。

轉(zhuǎn)換器電路最終輸出的數(shù)字量Dn與輸入模擬電壓在T1時(shí)間內(nèi)的平均值成正比，比值與基準(zhǔn)電壓和T1時(shí)間內(nèi)記下的脈沖數(shù)目有關(guān)。

這種雙積分型ADC的突出優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度高，并且不需要采樣-保持電路；缺點(diǎn)是工作速度低。轉(zhuǎn)換器在工作過程中使用的轉(zhuǎn)換時(shí)間T為T=T1+T2=

(

3.集成ADCLTC1290

LTC1290是12位串行數(shù)據(jù)采集芯片，采用逐次逼近式工作。它有8個(gè)輸入通道，可以編程為單端或差動(dòng)式輸入。其串行口與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行口兼容，轉(zhuǎn)換結(jié)果可以方便地編程為高位在前或者是低位在前，也可以編程為8位、12位或者16位輸出，可以方便地與移位寄存器和多種處理器進(jìn)行連接。

圖7.3.8是LTC1290的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖及外部引腳排列。3.集成ADCLTC1290

LTC1290是1圖7.3.8LTC1290內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖及外部引腳排列圖7.3.8LTC1290內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖及外部引腳排列

1.本章重點(diǎn)內(nèi)容

D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器都是大規(guī)模的數(shù)字集成器件，在數(shù)字系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，并有多種集成芯片可供選用。在本章中系統(tǒng)地講述了D/A轉(zhuǎn)換電路和A/D轉(zhuǎn)換電路的基本原理和電路特點(diǎn)，這也是本章的重點(diǎn)所在。由于D/A轉(zhuǎn)換器件和A/D轉(zhuǎn)換器件種類繁多，無(wú)法一一列舉。7.4本章小結(jié)1.本章重點(diǎn)內(nèi)容

D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器都是大在D/A轉(zhuǎn)換電路中，重點(diǎn)介紹了較為常見的倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)。在A/D轉(zhuǎn)換中，把電路歸結(jié)為直接型和間接型兩種。在直接型A/D轉(zhuǎn)換電路中，重點(diǎn)介紹了逐次逼近型轉(zhuǎn)換電路；在間接型A/D轉(zhuǎn)換電路中，主要介紹了雙積分型轉(zhuǎn)換電路。在D/A轉(zhuǎn)換電路中，重點(diǎn)介紹了較為常見的倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)。

2.本章難點(diǎn)內(nèi)容

轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度是D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器最重要的兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)，是本章的難點(diǎn)。轉(zhuǎn)換精度由分辨率和轉(zhuǎn)換誤差共同描述。在D/A轉(zhuǎn)換中：分辨率=，轉(zhuǎn)換誤差由絕對(duì)誤差表示，該值一般應(yīng)低于最小輸出電壓ULSB的一半；在A/D轉(zhuǎn)換中：分辨率=，轉(zhuǎn)換誤差通常以最低有效位的倍數(shù)表示。至于轉(zhuǎn)換速度，在D/A轉(zhuǎn)換器中由轉(zhuǎn)換時(shí)間來(lái)描述，而在A/D轉(zhuǎn)換器中主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型。2.本章難點(diǎn)內(nèi)容

轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度是D/A轉(zhuǎn)換器

3.本章需注意的問題

本章需要注意的問題主要有：

(1)在使用D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求模擬電壓滿量程使用時(shí)，它們的地線要正確連接，否則干擾很嚴(yán)重，會(huì)影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性。在線路設(shè)計(jì)中，必須將所有器件的模擬地和數(shù)字地分別相連，然后再將模擬地和數(shù)字地僅在一點(diǎn)相連接。3.本章需注意的問題

本章需要注意的問題主要有：

(2)在D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器中，轉(zhuǎn)換精度由分辨率和轉(zhuǎn)換誤差共同描述。為此，要獲取器件的高精度，不僅應(yīng)提高其分辨率，還要減小其轉(zhuǎn)換誤差，包括要有高穩(wěn)定度的

供電電源，小的溫度改變，低漂移的運(yùn)放等。

(3)在雙積分型A/D轉(zhuǎn)換電路中，為保證電路正常工作，輸入模擬電壓Ui必須與參考電壓－UR極性相反，且輸入模擬電壓最大值滿足|Uim|≤|UR|。否則第二次積分時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)滿數(shù)后積分還在進(jìn)行，將發(fā)生轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤。(2)在D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器中，轉(zhuǎn)換精度由分辨率

例7.5.1某控制系統(tǒng)中有1個(gè)DAC，如果系統(tǒng)要求該DAC的轉(zhuǎn)換誤差小于0.25％，則問應(yīng)該選多少位的DAC？

解本題要求DAC的轉(zhuǎn)換誤差小于0.25％，是指DAC的實(shí)際輸出值與理論值之間的誤差，該值一般應(yīng)低于，為此其分辨率應(yīng)小于0.5％。

根據(jù)×100%=0.5%，可得n＝7.64，

故所選的DAC的位數(shù)應(yīng)為8位或多于8位。7.5例題精選例7.5.1某控制系統(tǒng)中有1個(gè)DAC，如果系統(tǒng)要求該

例7.5.2在圖7.2.4所示的倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC電路中，若n＝4，基準(zhǔn)電壓UR＝－8V，R=5kΩ，試計(jì)算：

(1)由基準(zhǔn)電源流入芯片的電流IR。

(2)輸出模擬電壓Uo的范圍。

(3)當(dāng)D3D2D1D0＝1110時(shí)，Uo的值。

解(1)由圖7.2.4可知：

例7.5.2在圖7.2.4所示的倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(2)

當(dāng)D3D2D1D0＝1111時(shí)，

所以，輸出電壓Uo的范圍為0～7.5V。

(3)當(dāng)D3D2D1D0＝1110時(shí)，

(2)

當(dāng)D3D2D1D0＝1111時(shí)，

例7.5.3如果要將一個(gè)最大幅值為10.2V的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，要求能分辨出5mV的輸入信號(hào)變化，試問應(yīng)選多少位的A/D轉(zhuǎn)換器？

解

所以可選用11位的A/D轉(zhuǎn)換器。例7.5.3如果要將一個(gè)最大幅值為10.2V的模擬

例7.5.43位ADC輸入滿量程為10V，求輸入模擬電壓Ui＝3V時(shí)，電路數(shù)字量的輸出為多少？(使用舍尾取整法量化)。

解使用舍尾取整法：

2·Δ=2.5V

3·Δ=3.75V

2·Δ<Ui=3V<3·Δ

取Ui電平歸化到2·Δ，輸出數(shù)字量為010。例7.5.43位ADC輸入滿量程為10V，求輸入模1.已知某D/A轉(zhuǎn)換器的最小分辨電壓ULSB＝2mV，最大滿刻度電壓Um＝10V，試求該電路輸入二進(jìn)制數(shù)字量的位數(shù)n。

2.如果要求D/A轉(zhuǎn)換器精度小于1％，至少要用多少位的DAC？

3.A/D轉(zhuǎn)換過程由幾個(gè)步驟來(lái)完成？試對(duì)每個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)的說明。

4.8位A/D轉(zhuǎn)換器，輸入滿量程電壓為12V，求該ADC可分辨的最小階梯電壓。7.6自我檢測(cè)題1.已知某D/A轉(zhuǎn)換器的最小分辨電壓ULSB＝2mV5.3位A/D轉(zhuǎn)換器輸入滿量程為5V，求輸入下列電壓值時(shí)輸出為多少。

(1)1.5V(2)2.6V(3)3.8V

6.雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓－UR=－10V，計(jì)數(shù)器為10位二進(jìn)制，時(shí)鐘頻率fc=1MHz。求：

(1)允許輸入的最大模擬電壓。

(2)轉(zhuǎn)換器的最大轉(zhuǎn)換時(shí)間。

(3)當(dāng)輸入電壓Ui=－5V時(shí)，輸出的數(shù)字量Dn。

7.試說明A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度都和哪些因素有關(guān)。5.3位A/D轉(zhuǎn)換器輸入滿量程為5V，求輸入下列電壓第7章數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換7.1概述7.2數(shù)/模轉(zhuǎn)換7.3模/數(shù)轉(zhuǎn)換7.4本章小結(jié)7.5例題精選7.6自我檢測(cè)題第7章數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換7.1概述隨著以數(shù)字計(jì)算機(jī)為代表的各種數(shù)字系統(tǒng)的廣泛普及和應(yīng)用，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換已成為電子技術(shù)中不可或缺的重要組成部分。數(shù)/模轉(zhuǎn)換指的是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)，簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換，同時(shí)將實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)換的電路稱為D/A轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱DAC；模/數(shù)轉(zhuǎn)換指的是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換，并將實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)換的電路稱為A/D轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱ADC。7.1概述隨著以數(shù)字計(jì)算機(jī)為代表的各種數(shù)字系統(tǒng)的廣泛普及和應(yīng)用，模7.2.1DAC的基本概念

1.DAC的轉(zhuǎn)換原理

如果DAC電路的輸入為n位二進(jìn)制數(shù)D，輸出是與數(shù)字量成正比的電壓Uo或電流Io，則有

(7.2.1)

式中，K為轉(zhuǎn)換比例常數(shù)。7.2數(shù)/模轉(zhuǎn)換7.2.1DAC的基本概念

1.DAC的轉(zhuǎn)換原理

圖7.2.1給出了DAC輸入、輸出關(guān)系框圖。當(dāng)n=3時(shí)，DAC轉(zhuǎn)換電路的輸出與輸入轉(zhuǎn)換特性如圖7.2.2所示，輸出為階梯波。圖7.2.1DAC輸入、輸出關(guān)系圖圖7.2.1給出了DAC輸入、輸出關(guān)系框圖。當(dāng)n=3時(shí)，圖7.2.2DAC轉(zhuǎn)換特性圖7.2.2DAC轉(zhuǎn)換特性

2.DAC的結(jié)構(gòu)框圖

圖7.2.3是一個(gè)n位二進(jìn)制DAC結(jié)構(gòu)框圖。轉(zhuǎn)換的電阻解碼網(wǎng)絡(luò)。圖7.2.3n位二進(jìn)制DAC結(jié)構(gòu)框圖2.DAC的結(jié)構(gòu)框圖

圖7.2.3是一個(gè)n位二進(jìn)制7.2.2DAC的主要技術(shù)指標(biāo)

1.轉(zhuǎn)換精度

1)分辨率

分辨率是指輸入數(shù)字量最低有效位為1時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出可分辨的最小輸出電壓ULSB與最大輸出電壓Um之比，即

(7.2.2)7.2.2DAC的主要技術(shù)指標(biāo)

1.轉(zhuǎn)換精度

它反映了DAC對(duì)輸出最小電壓的分辨能力，當(dāng)n越大時(shí)，DAC的分辨能力越高(分辨率越小)。

如果輸出模擬電壓滿量程Um＝10V，那么10位DAC能夠分辨的最小電壓為

10×0.098％＝9.8mV

而12位DAC能夠分辨的最小電壓為

10×0.024％＝2.4mV它反映了DAC對(duì)輸出最小電壓的分辨能力，當(dāng)n越大時(shí)，DAC的2)轉(zhuǎn)換誤差

轉(zhuǎn)換誤差一般用絕對(duì)誤差表示。絕對(duì)誤差是指DAC的實(shí)際輸出值與理論值之差。該值一般應(yīng)低于最小輸出電壓ULSB的一半。DAC的轉(zhuǎn)換誤差越小，轉(zhuǎn)換精度就越高。轉(zhuǎn)換精度通常用輸出電壓滿刻度時(shí)絕對(duì)誤差的百分?jǐn)?shù)表示。即

轉(zhuǎn)換精度＝2)轉(zhuǎn)換誤差

轉(zhuǎn)換誤差一般用絕對(duì)誤差表示。絕對(duì)誤差

2.轉(zhuǎn)換速度

轉(zhuǎn)換速度是指從數(shù)碼輸入到模擬電壓穩(wěn)定輸出之間所經(jīng)歷的響應(yīng)時(shí)間，也稱轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取輸入由全0變?yōu)槿?或由全1變?yōu)槿?時(shí)，其輸出達(dá)到穩(wěn)定值所需的時(shí)間。2.轉(zhuǎn)換速度

轉(zhuǎn)換速度是指從數(shù)碼輸入到模擬電壓穩(wěn)定7.2.3常見的DAC電路

1.倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)

DAC電路可分為電壓型和電流型兩大類。

電路結(jié)構(gòu)如圖7.2.4所示。圖7.2.4n位二進(jìn)制倒T型網(wǎng)絡(luò)DAC電路7.2.3常見的DAC電路

1.倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)

電子開關(guān)受輸入二進(jìn)制數(shù)Di控制。當(dāng)Di＝1時(shí)，Si接運(yùn)算放大器反相輸入端，電流Ii流入求和電路；當(dāng)Di＝0時(shí)，Si將電阻2R接地。根據(jù)運(yùn)算放大器線性運(yùn)用時(shí)的虛地概念可知，無(wú)論電子開關(guān)Si處于何種位置，與Si相連的2R電阻均將接地，這樣流過電阻2R上的電流不隨開關(guān)位置變化而變化，為確定值，從每個(gè)節(jié)點(diǎn)向里看的二端口網(wǎng)絡(luò)等效電阻

均為R，即

RA＝2R∥2R＝R

RB＝(RA+R)∥2R＝R

RC＝2R∥2R＝R

RD＝2R∥2R＝R電子開關(guān)受輸入二進(jìn)制數(shù)Di控制。當(dāng)Di＝1時(shí)，Si接運(yùn)算則流過各節(jié)點(diǎn)的電流從高位到低位依次為

則流過各節(jié)點(diǎn)的電流從高位到低位依次為

流入運(yùn)算放大器的總電流為

(7.2.4)(7.2.3)流入運(yùn)算放大器的總電流為

(7.2.4)(7.2.3)當(dāng)Rf=R時(shí)

由上式可以看出，此電路完成了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換，并且輸出模擬電壓正比于數(shù)字量的輸入。當(dāng)Rf=R時(shí)

由上式可以看出，此電路完成

2.集成DAC電路AD7524

AD7524(CB7520)是采用倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)的8位并行D／A轉(zhuǎn)換器，功耗為20mW，供電電壓UDD為5～15V。

AD7524典型實(shí)用電路如圖7.2.5所示。2.集成DAC電路AD7524

AD7524(CB圖7.2.5AD7524典型實(shí)用電路圖7.2.5AD7524典型實(shí)用電路表7.2.1AD7524功能表表7.2.1AD7524功能表當(dāng)輸出電壓片選信號(hào)與寫入命令為低電平時(shí)，AD7524處于寫入狀態(tài)，可將D0～D7端的輸入數(shù)據(jù)寫入寄存器并轉(zhuǎn)換成模擬電壓輸出。輸出電壓與輸入數(shù)字量的關(guān)系如下：

(7.2.5)當(dāng)輸出電壓片選信號(hào)與寫入命令為低電平時(shí)，AD7該電路中n=8。當(dāng)參考電壓UR取負(fù)值時(shí)，輸出電壓為正；當(dāng)參考電壓UR取正值時(shí)，輸出為負(fù)。

當(dāng)輸入最大數(shù)字量11111111時(shí)，由式(7.2.5)可知：

該電路中n=8。當(dāng)參考電壓UR取負(fù)值時(shí)，輸出電壓為正；當(dāng)7.3.1ADC的基本概念

ADC的任務(wù)是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在此過程中，輸入的模擬信號(hào)在時(shí)間上是連續(xù)量，而輸出的數(shù)字信號(hào)是離散量，所以進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)必須在一系列選定的時(shí)間瞬間對(duì)輸入的模擬信號(hào)取樣，然后再把這些樣值轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字量。因此，轉(zhuǎn)換過程通常通過采樣、保持、量化、編碼四個(gè)步驟來(lái)完成。其轉(zhuǎn)換原理圖如圖7.3.1所示。7.3模/數(shù)轉(zhuǎn)換7.3.1ADC的基本概念

ADC的任務(wù)是將模擬信號(hào)圖7.3.1ADC的轉(zhuǎn)換原理圖圖7.3.1ADC的轉(zhuǎn)換原理圖7.3.2ADC的電路組成及其工作原理

1.ADC的電路組成

在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的過程中，需要經(jīng)過采樣、保持、量化、編碼四個(gè)步驟來(lái)完成，這些步驟往往是在電路中合并進(jìn)行的。例如采樣和保持就是利用同一個(gè)電路連續(xù)進(jìn)行的，量化和編碼也是在轉(zhuǎn)換過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)的，而且所占有的時(shí)間又是保持時(shí)間的一部分。其電路組成結(jié)構(gòu)框圖如圖7.3.2所示。7.3.2ADC的電路組成及其工作原理

1.ADC圖7.3.2ADC的電路結(jié)構(gòu)框圖圖7.3.2ADC的電路結(jié)構(gòu)框圖

2.ADC的工作原理

1)采樣和保持

為了把輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之成正比的輸出數(shù)字量，首先要對(duì)輸入的模擬信號(hào)采樣，就是按一定的時(shí)間間隔，周期性地提取輸入的模擬信號(hào)的幅值的過程。這樣就把在時(shí)間上連續(xù)變化的信號(hào)轉(zhuǎn)換為在時(shí)間上離散的信號(hào)。其過程如圖7.3.3所示。2.ADC的工作原理

1)采樣和保持

為了圖7.3.3對(duì)輸入模擬信號(hào)的采樣圖7.3.3對(duì)輸入模擬信號(hào)的采樣為了使采樣后的信號(hào)不失真地代表輸入的模擬信號(hào)，根據(jù)采樣定理可知，采樣頻率fs必須大于等于輸入模擬信號(hào)包含的最高頻率fmax的兩倍，即采樣頻率必須滿足fs≥2fmax。

模擬信號(hào)采樣后，得到一系列樣值脈沖。采樣脈沖寬度一般是很短暫的，在下一個(gè)采樣脈沖到來(lái)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，在采樣脈沖之后，必須加保持電路。采樣-保持電路的原理電路如圖7.3.4所示。為了使采樣后的信號(hào)不失真地代表輸入的模擬信號(hào)，根據(jù)采樣定圖7.3.4原理電路圖7.3.4原理電路2)量化編碼

輸入的模擬電壓經(jīng)過取樣保持后，得到的是階梯波。由于階梯波的幅度是任意的，可能會(huì)有無(wú)限多個(gè)值，這不可能與n位有限的2n個(gè)數(shù)字量相對(duì)應(yīng)，因此必須把取樣后的樣值

電平歸化到與之接近的離散電平上，這個(gè)過程稱為量化。指定的離散電平為量化電平，用二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示各個(gè)量化電平的過程，稱為編碼。2)量化編碼

輸入的模擬電壓經(jīng)過取樣保持后，得到的量化的方法一般有兩種：

(1)舍尾取整法：取最小量化單位Δ＝Um/2n，其中Um為模擬電壓最大值，n為數(shù)字代碼位數(shù)。將0～Δ之間的模擬電壓歸并到0·Δ，把Δ～2Δ之間的模擬電壓歸并到1·Δ，依此類推，最大量化誤差為Δ。例如，需要把0～＋1V之間的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為3位二進(jìn)制代碼，可取Δ＝(1/8)V，那么0～(1/8)V之間的電壓就歸并到0·Δ，用二進(jìn)制數(shù)000表示；數(shù)值在(1/8)～(2/8)V之間的電壓歸并到1·Δ，用二進(jìn)制數(shù)001表示，并依此類推，如圖7.3.5(a)所示。量化的方法一般有兩種：

(1)舍尾取整法：取最小量(2)四舍五入法：取最小量化單位Δ＝2Um/(2n－1－1)，量化時(shí)將0～Δ/2之間的模擬電壓歸并到0·Δ，把Δ/2～3·Δ/2之間的模擬電壓歸并到1·Δ，依此類推，最大量化誤差為Δ/2。例如，需要把0～+1V之間的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為3位二進(jìn)制代碼，這時(shí)可取Δ＝(2/15)V，那么0～(1/15)V之間的電壓就歸并到0·Δ，用二進(jìn)制數(shù)000表示；數(shù)值在(1/15)～(3/15)V之間的電壓歸并到1·Δ，用二進(jìn)制數(shù)001表示，并依此類推，如圖7.3.5(b)所示。(2)四舍五入法：取最小量化單位Δ＝2Um/(2n－1圖7.3.5劃分量化電平的兩種方法圖7.3.5劃分量化電平的兩種方法7.3.3ADC的主要技術(shù)指標(biāo)

1.轉(zhuǎn)換精度

1)分辨率

分辨率是指ADC對(duì)輸入模擬信號(hào)的分辨能力。例如，ADC輸出為10位二進(jìn)制數(shù)，輸入模擬信號(hào)電壓變化范圍為0～8V，則

7.3.3ADC的主要技術(shù)指標(biāo)

1.轉(zhuǎn)換精度

2)轉(zhuǎn)換誤差

轉(zhuǎn)換誤差通常是以輸出誤差最大值的形式給出的，它表示實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上輸出的數(shù)字量之間的差別，一般多以最低有效位的倍數(shù)表示。例如，轉(zhuǎn)換誤差小于等于LSB/2，表明實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上的輸出數(shù)字量之間的誤差小于等于最低有效位的一半。2)轉(zhuǎn)換誤差

轉(zhuǎn)換誤差通常是以輸出誤差最大值的形式

2.轉(zhuǎn)換速度

ADC的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型。并聯(lián)比較型ADC的轉(zhuǎn)換速度最高，例如8位輸出單片集成的ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間可在50ns之內(nèi)；其次為逐次逼近型ADC，多數(shù)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換時(shí)間都在10～100μs；雙積分型ADC最低，轉(zhuǎn)換時(shí)間多在幾十到幾百毫秒之間。2.轉(zhuǎn)換速度

ADC的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的7.3.4常見的ADC電路

1.逐次逼近型ADC

逐次逼近型ADC是按串行方式工作的，即轉(zhuǎn)換器輸出的各位數(shù)碼是逐位形成的。圖7.3.6為原理框圖，該電路由電壓比較器、邏輯控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器等組成。7.3.4常見的ADC電路

1.逐次逼近型ADC圖7.3.6逐次逼近型ADC原理圖圖7.3.6逐次逼近型ADC原理圖

2.雙積分型ADC

雙積分型ADC也是常用的一種電路形式。圖7.3.7給出了一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)并行輸出的雙積分型ADC的原理框圖，它由基準(zhǔn)電壓源、積分器、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、定時(shí)器和邏輯控制門等組成。為保證電路的正常工作，要求輸入模擬電壓Ui必須與參考電壓－UR極性相反，且輸入模擬電壓最大值滿足|Uim|≤|UR|。電路的基本原理是對(duì)輸入模擬電壓和參考電壓進(jìn)行兩次積分，先將輸入模擬電壓Ui轉(zhuǎn)換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔，然后再在此時(shí)間間隔內(nèi)用固定頻率的時(shí)鐘脈沖CLK進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器在此時(shí)間內(nèi)得到的計(jì)數(shù)值即為與模擬輸入電壓Ui對(duì)應(yīng)的數(shù)字量Dn。2.雙積分型ADC

雙積分型ADC也是常用的一種電圖7.3.7雙積分型ADC原理框圖圖7.3.7雙積分型ADC原理框圖轉(zhuǎn)換開始前，先將計(jì)數(shù)器清零，并接通開關(guān)S2，使電容C完全放電。

工作過程分兩步進(jìn)行：

第一步：令開關(guān)S1閉合到輸入模擬信號(hào)Ui側(cè)，積分器對(duì)Ui進(jìn)行定時(shí)積分，積分時(shí)間T1=2nTc(Tc為CLK時(shí)鐘脈沖的周期)，即T1時(shí)間內(nèi)n位計(jì)數(shù)器計(jì)滿，計(jì)數(shù)值為2n。

積分結(jié)束時(shí)積分器的輸出電壓為

式中Vi是Ui在T1時(shí)間內(nèi)的平均值。(7.3.1)

轉(zhuǎn)換開始前，先將計(jì)數(shù)器清零，并接通開關(guān)S2，使電容C完全第二步：令開關(guān)S1閉合到參考電壓－UR一側(cè)，積分器向相反方向積分。設(shè)積分器的輸出電壓上升到零時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間為T2，則可知：

從上式可得：

第二步：令開關(guān)S1閉合到參考電壓－UR一側(cè)，積分器向相反進(jìn)一步得：

(7.3.2)

若取Δ＝UR/2n，(Δ可看做是ADC的單位電壓)，則

(7.3.3)

(7.3.4)進(jìn)一步得：

(7轉(zhuǎn)換器在工作過程中使用的轉(zhuǎn)換時(shí)間T為T=T1+T2=

(2n+Dn)TC，轉(zhuǎn)換時(shí)間與輸入電壓的大小值有關(guān)，輸入最大時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)，最長(zhǎng)轉(zhuǎn)換時(shí)間Tm＝(2n+2n－1)TC，完成一次A/D轉(zhuǎn)換大約需要幾十毫秒。

轉(zhuǎn)換器電路最終輸出的數(shù)字量Dn與輸入模擬電壓在T1時(shí)間內(nèi)的平均值成正比，比值與基準(zhǔn)電壓和T1時(shí)間內(nèi)記下的脈沖數(shù)目有關(guān)。

這種雙積分型ADC的突出優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度高，并且不需要采樣-保持電路；缺點(diǎn)是工作速度低。轉(zhuǎn)換器在工作過程中使用的轉(zhuǎn)換時(shí)間T為T=T1+T2=

(

3.集成ADCLTC1290

LTC1290是12位串行數(shù)據(jù)采集芯片，采用逐次逼近式工作。它有8個(gè)輸入通道，可以編程為單端或差動(dòng)式輸入。其串行口與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行口兼容，轉(zhuǎn)換結(jié)果可以方便地編程為高位在前或者是低位在前，也可以編程為8位、12位或者16位輸出，可以方便地與移位寄存器和多種處理器進(jìn)行連接。

圖7.3.8是LTC1290的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖及外部引腳排列。3.集成ADCLTC1290

LTC1290是1圖7.3.8LTC1290內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖及外部引腳排列圖7.3.8LTC1290內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖及外部引腳排列

1.本章重點(diǎn)內(nèi)容

D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器都是大規(guī)模的數(shù)字集成器件，在數(shù)字系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，并有多種集成芯片可供選用。在本章中系統(tǒng)地講述了D/A轉(zhuǎn)換電路和A/D轉(zhuǎn)換電路的基本原理和電路特點(diǎn)，這也是本章的重點(diǎn)所在。由于D/A轉(zhuǎn)換器件和A/D轉(zhuǎn)換器件種類繁多，無(wú)法一一列舉。7.4本章小結(jié)1.本章重點(diǎn)內(nèi)容

D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器都是大在D/A轉(zhuǎn)換電路中，重點(diǎn)介紹了較為常見的倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)。在A/D轉(zhuǎn)換中，把電路歸結(jié)為直接型和間接型兩種。在直接型A/D轉(zhuǎn)換電路中，重點(diǎn)介紹了逐次逼近型轉(zhuǎn)換電路；在間接型A/D轉(zhuǎn)換電路中，主要介紹了雙積分型轉(zhuǎn)換電路。在D/A轉(zhuǎn)換電路中，重點(diǎn)介紹了較為常見的倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)。

2.本章難點(diǎn)內(nèi)容

轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度是D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器最重要的兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)，是本章的難點(diǎn)。轉(zhuǎn)換精度由分辨率和轉(zhuǎn)換誤差共同描述。在D/A轉(zhuǎn)換中：分辨率=，轉(zhuǎn)換誤差由絕對(duì)誤差表示，該值一般應(yīng)低于最小輸出電壓ULSB的一半；在A/D轉(zhuǎn)換中：分辨率=，轉(zhuǎn)換誤差通常以最低有效位的倍數(shù)表示。至于轉(zhuǎn)換速度，在D/A轉(zhuǎn)換器中由轉(zhuǎn)換時(shí)間來(lái)描述，而在A/D轉(zhuǎn)換器中主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型。2.本章難點(diǎn)內(nèi)容

轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度是D/A轉(zhuǎn)換器

3.本章需注意的問題

本章需要注意的問題主要有：

(1)在使用D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求模擬電壓滿量程使用時(shí)，它們的地線要正確連接，否則干擾很嚴(yán)重，會(huì)影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性。在線路設(shè)計(jì)中，必