數(shù)-模DA和模-數(shù)AD轉(zhuǎn)換.ppt

1、1/36,第十一章 數(shù)-模（D/A）和模-數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換,2/36,11.1 概述 一、用途及要求,傳感器,放大器,A/D 轉(zhuǎn)換,微型計算機,控制 對象,D/A 轉(zhuǎn)換,！精度 ！速度,執(zhí)行機構,3/36,三、分類,4/36,11.2 D/A轉(zhuǎn)換器,D 111101,D/A,A(電壓 或 電流) ？,5/36,11.2.1 權電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器 一、電路結構和工作原理,6/36,7/36,優(yōu)缺點： 1. 優(yōu)點：簡單 2. 缺點：電阻值相差大，難于保證精度，且大電阻不宜于集成在IC內(nèi)部,8/36,11.2.2 倒T形電阻網(wǎng)絡DAC,希望用較少類型的電阻，仍然能得到一系列權電流,9/36,R,R

2、,R,R,10/36,11/36,12/36,13/36,11.2.6 具有雙極性輸出的DAC 當輸入數(shù)字量有極性時， 希望輸出的模擬電壓也對應為。 一、原理 例：輸入為3位二進制補碼。最高位為符號位，正數(shù)為0，負數(shù)為1,14/36,*將符號位反相后接至高位輸入*將輸出偏移使輸入為100時，輸出為0,1,15/36,二、電路實現(xiàn),*將符號位反相后接至高位輸入*將輸出偏移使輸入為100時，輸出為0,16/36,11.2.7 DAC的轉(zhuǎn)換精度與速度,一、轉(zhuǎn)換精度 分辨率（理論精度） 用輸入數(shù)字量的二進制數(shù)碼位數(shù)給出 n位DAC,應能輸出0 2n-1個不同的等級電壓，區(qū)分出輸入的000到111， 2

3、n-1個不同狀態(tài) 2. 轉(zhuǎn)換誤差（實際精度） 用最低有效位的倍數(shù)來表示 有時也用絕對誤差與輸出電壓滿刻度的百分數(shù)來表示,17/36,二、誤差分析,18/36,19/36,20/36,21/36,D 111101,A/D,A(電壓 或 電流) ？,11.3 A/D轉(zhuǎn)換器 11.3.1 A/D轉(zhuǎn)換的基本原理 輸入連續(xù)變化電壓，輸出為不連 續(xù)的數(shù)字量,22/36,二、量化和編碼 量化：將采樣電壓表示為最小數(shù)量單位（）的整數(shù)倍 編碼：將量化的結果用代碼表示出來（二進制，二-十進制） 量化誤差：當采樣電壓不能被整除時，將引入量化誤差,23/36,11.3.2 抽樣保持電路,！加大輸入電阻 ！減小輸出電阻

4、 ！Av=1,24/36,25/36,11.3.3 并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器,并聯(lián)比較型,量化,26/36,輸入量化 編碼,27/36,2、特點 *快，CLK觸發(fā)信號到達到輸出穩(wěn)定建立只需幾十納秒 *精度，受參考電壓、分壓網(wǎng)絡等因素影響 *有存儲器，不需要S/H電路 *電路規(guī)模，n位需要2n-1比較器，觸發(fā)器,28/36,11.3.4 反饋比較型A/D轉(zhuǎn)換器,計數(shù)型 基本原理：取一個“D”加到DAC上，得到模擬輸出電壓，將該值與輸入電壓比較，如兩者不等，則調(diào)整D的大小，到相等為止，則D為所求值,！簡單 ！慢,29/36,2、逐次漸近型,！電路不太復雜 ！較快,30/36,1 0 0 0 0,3位：5個CLK N位: ( n+2)個CLK,31/36,11.3.5 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器,雙積分型（V-T變換型） 先將V轉(zhuǎn)換成與之成正比的時間寬度信號，然后在這個時間 內(nèi)用固定頻率脈沖計數(shù),32/36,33/36,34/36,電路實現(xiàn),35/36,11.3.6 V-F變換型A/D轉(zhuǎn)換器,36/36,11.3.7 ADC的轉(zhuǎn)換速度與轉(zhuǎn)換精度,一、速度取決于電路結構類型 并聯(lián)比較型：1微秒 逐次漸近型：10100微秒/次 雙積分型：幾十毫秒/次 二、轉(zhuǎn)換精度 1. 分辨率：以輸出二進制或十進制的位數(shù)