第6章-數(shù)模擬量和數(shù)字量課件

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6.1.1T型電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器6.1數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器6.1.2集成D/A轉(zhuǎn)換器舉例翻頁1第6章上頁下頁返回6.1.1T型電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器D/A的組成框圖上頁下頁第6章返回翻頁電子開關電阻網(wǎng)絡輸入寄存器基準電壓求和放大6.1.1T型電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器模擬量輸出數(shù)字量輸入能將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的裝置稱為D/A轉(zhuǎn)換器2D/A的組成框圖上頁下頁第6章返回翻頁電子開關電阻

T型電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器

梯形電阻網(wǎng)絡A、B、C、D任意一點，其右邊的電阻網(wǎng)絡等效電阻均等于R。

S為電子開關。

當D=0時S接地；當D=1時S接“地”（虛地）?；鶞孰娫床⑿袛?shù)字輸入上頁下頁第6章翻頁電子開關模擬信號輸出RRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D0D1D2D3UREFIRfUO－＋△8＋ABCDIo1Io2++_返回3T型電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器梯形電阻網(wǎng)絡A、B、C、RRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D0D1D2D3UREFIUO－＋△8＋ABCDIo1Io2_++當D=0時S接地；當D=1時S接“地”（虛地），T型電阻網(wǎng)絡的等效電路即不論模擬開關接到左邊還是右邊，電阻2R一端總是零電位。其等效電路如圖：第6章上頁下頁翻頁RRUREFII=UREFR

梯形電阻網(wǎng)絡A、B、C、D任意一點，其右邊的電阻網(wǎng)絡等效電阻均等于R。返回4RRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3DI=UREFR

上頁下頁第6章翻頁RRR2R2R2R2RI0I1I2I3UREFIABCDI0I1I2I32RRRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D0D1D2D3UREFIRfU0－＋△8＋ABCDIo1Io2++_Io1=I3I2I1I0+++=（D323+D222+D12124I+D020）U0=–RfI01=–（D323+D222+D12124RfI+D020）U0=–

(D323+D222+D121+D020)UREFRf24RU0=–

(Dn-12n-1+Dn-22n-2+…+D121+D020)UREFRf2nR返回5I=UREFR上頁下頁第6章翻頁RRR2R2R2R2上頁下頁第6章

D/A的主要技術參數(shù)是指最小輸出電壓（對應的輸入二進制數(shù)為1）與最大輸出電壓(對應的輸入二進制數(shù)的所有位全為1)之比。例如十位數(shù)模轉(zhuǎn)換器的分辨率為：表示實際輸出的電壓值與理想的輸出電壓值之間的差別。從數(shù)碼輸入到模擬電壓穩(wěn)定輸出間的時間稱為轉(zhuǎn)換速度?！直媛?

※轉(zhuǎn)換精度：※轉(zhuǎn)換速度：翻頁返回6上頁下頁第6章D/A的主要技術參數(shù)是指最小輸出電壓（對

CC7520外部引腳圖上頁下頁第6章翻頁

CC7520D/A轉(zhuǎn)換器

CC7520是10位CMOS電流開關型D/A轉(zhuǎn)換器，其結(jié)構(gòu)簡單，通用性好。片內(nèi)只含倒T型電阻網(wǎng)絡、電子開關和反饋電阻RF，應用時外部要接參考電壓源和運算放大器。

Iout1、Iout2：電流輸出端RF：反饋信號輸入端UDD：電源輸入端，5~10VGND：接地端UREF：基準電源，–10V~+10V引腳功能D9~D0：數(shù)字信號輸入端Iout1Iout2GNDD9D8D7D6D5D4D3D2D1D0UDDUREFRF123456781615141312111096.1.2集成D/A轉(zhuǎn)換器舉例返回7CC7520外部引腳圖上頁下頁第6章翻頁CC7520上頁下頁第6章翻頁

CC7520D/A轉(zhuǎn)換器應用電路12341615141312CC7520……D0D1D9UREFUDD++_U0U0=–

(D929+D828+…+D121+D020)UREF210

返回8上頁下頁第6章翻頁CC7520D/A轉(zhuǎn)換器應用電路123應用舉例：程控三角波/方波發(fā)生器……D8D7D0++_U01123416151413CC752056D9_++UREF+15VU02A1A2UO2UO1第6章上頁下頁返回本節(jié)結(jié)束1k

R1R2CDZ10k

20k

9應用舉例：程控三角波/方波發(fā)生器……D8D7D0++_U0第6章上頁下頁返回

6.2.1逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器6.2模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器*6.2.2雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器概述10第6章上頁下頁返回6.2.1逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器6上頁下頁第6章返回翻頁

A/D轉(zhuǎn)換器的作用是將輸入的模擬電壓數(shù)字化。●●●●●●●●●●●●直接轉(zhuǎn)換器：主要分為兩大類：間接轉(zhuǎn)換器：逐次逼近型、并聯(lián)比較型等單積分型、雙積分型等概述：能將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的裝置稱為A/D轉(zhuǎn)換器11上頁下頁第6章返回翻頁A/D轉(zhuǎn)換器的作用是將6.2.1逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器上頁下頁第6章返回翻頁

結(jié)果表示

其工作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：126.2.1逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器上頁下頁第6章返回翻頁結(jié)逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器原理框圖上頁下頁第6章返回翻頁電壓比較器輸出數(shù)字量模擬信號輸入?yún)⒖茧妷褐鸫伪平拇嫫鱀/A

轉(zhuǎn)換器節(jié)拍脈沖發(fā)生器輸出寄存器CP13逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器原理框圖上頁下頁第6章返回翻頁電輸出數(shù)四位D/A轉(zhuǎn)換器1DQCDQCDQCDQC+C4C3C2C1C0SDJKRDCQ0SDJKRDCQ1SDJKRDCQ2SDJKRDCQ3+Ui=5.52V比較器節(jié)拍脈沖發(fā)生器?????????????時鐘脈沖數(shù)碼寄存器d3d2d1d0??????上頁下頁第6章返回逐次比較寄存器U0U+U+JKU0=(d323+d222+d121+d020)24URCC0C2C1C3C401000UR=8VU0=4V10000010111011翻頁U0=5VU0=6V01U0=5.5V四位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器D/A14四1DQCDQCDQCDQC+C4SDKRDCQ0SDKRD順序d3d2d1d0UA/V比較該位1的去留11

0

0

04UA<UI1

1

0

026UA>UI1

0

1

035UA<UI1

0

1

145.5UA≈UI留去留留UA逼近UI的波形四位逐次逼近型ADC的轉(zhuǎn)換過程UA逼近U1的波形上頁下頁第6章5.52O512346UA/V2341脈沖順序返回翻頁15順序d3d2d1d0UA/V比較該位111

ADC0809八位A/D轉(zhuǎn)換器上頁第6章返回下頁翻頁16ADC0809八位A/D轉(zhuǎn)換器上頁第6章返回下頁翻頁16IN0~IN7：八通道模擬量輸入端D0~D7：八位數(shù)字信號輸出端ABC：通道選擇地址線輸入端ALE：地址鎖存信號輸入端EOUT：為輸出允許端CLOCK：外部時鐘脈沖輸入端EOC：為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號端START：為啟動信號輸入端UDD：電源端，UDD

=5VGND：接地端

UR(+)、UR(-)：正、負參考電壓輸入端

ADC0809管腳分布圖本節(jié)結(jié)束上頁第6章返回下頁17IN0~IN7：八通道模擬量輸入端D0~D7：八位數(shù)上頁下頁返回翻頁第6章*6.2.2雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器

雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器屬于電壓－時間變換的間接A/D轉(zhuǎn)換器?；驹硎菍⒁欢螘r間內(nèi)的輸入模擬電壓Ui和參考電壓UR通過兩次積分，變換成與輸入電壓平均值成正比的時間間隔，再變換成正比于輸入模擬信號的數(shù)字量。18上頁下頁返回翻頁第6章*6.2.2雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器上頁下頁返回翻頁第6章Ui－URABS1RS2Cuo積分器比較器CP數(shù)字量輸出_+計數(shù)器控制邏輯電路_+&脈沖發(fā)生器++A1A2雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器原理圖19上頁下頁返回翻頁第6章Ui－URABS1RS2Cuo積分器比上頁下頁返回翻頁第6章－URUiABS1RS2Cuo積分器比較器CP數(shù)字量輸出_+計數(shù)器控制邏輯電路_+&脈沖發(fā)生器++A1A2

1.

定時采樣階段：

S1合向A側(cè)，從0開始對Ui積分。A/D轉(zhuǎn)換器的工作波形CPuottt000UPT1T2Dout定時定壓20上頁下頁返回翻頁第6章－URUiABS1RS2Cuo積分器比上頁下頁返回翻頁第6章－URUiABS1RS2Cuo積分器比較器CP數(shù)字量輸出_+計數(shù)器控制邏輯電路_+&脈沖發(fā)生器++A1A2t=T1時，

S1合向B側(cè)，停止采樣。

t=T1積分器輸出為A/D轉(zhuǎn)換器的工作波形UP=-RCT1Ui=-RCTCUi2nCPuottt000UPT1T2Dout定時定壓21上頁下頁返回翻頁第6章－URUiABS1RS2Cuo積分器比上頁下頁返回翻頁第6章－URUiABS1RS2Cuo積分器比較器CP數(shù)字量輸出_+計數(shù)器控制邏輯電路_+&脈沖發(fā)生器++A1A2

2.

比較讀數(shù)階段：

t≥T1時，積分器的輸出電壓UPuo=-RC1（–UR）∫tT1dtDout=2nURUiCPuottt000UPT1T2Dout定時定壓22上頁下頁返回翻頁第6章－URUiABS1RS2Cuo積分器比模數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要技術指標分辨率

以輸出二進制的位數(shù)表示分辨率。位數(shù)越多,誤差越小,轉(zhuǎn)換精度越高。轉(zhuǎn)換速度

它是指完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間。轉(zhuǎn)換時間是指從接到轉(zhuǎn)換控制信號開始到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字輸出信號所經(jīng)過的這段時間。相對精度

它是指實際的各個轉(zhuǎn)換點偏離理想特性的誤差。在理想情況下，所有的轉(zhuǎn)換點應當在一條直線上。上頁第6章返回下頁翻頁23模數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要技術指標分辨率以輸出二進制的第6章上頁下頁返回

6.3.1模擬開關*6.3

模擬開關和采樣-保持電路6.3.2采樣-保持（S/H）電路翻頁24第6章上頁下頁返回6.3.1模擬開關*6.3模擬開第6章上頁下頁返回翻頁

6.3.1模擬開關模擬開關用于傳輸模擬信號，它主要由控制電路和開關電路兩部分組成。主要介紹由CMOS傳輸門構(gòu)成的模擬開關和集成多路模擬開關。構(gòu)成方式：雙極型晶體管電路MOS場效應晶體管25第6章上頁下頁返回翻頁6.3.1模擬開關第6章上頁下頁返回翻頁UiUoCPCPT1T2CPUoUiCPTGCMOS傳輸門電路圖形符號模擬開關UoUiTG1DDUiUo26第6章上頁下頁返回翻頁UiUoCPCPT1T2CPUoUiC第6章上頁下頁返回翻頁

CC4051模擬開關CBA30UDD123456781615141312111091246COMMON75INHU