第8章_DA和AD转换器

数字电路第八章D/A和A/D转换器第8章D/A和A/D转换器8.1概述数模转换是将数字量转换为模拟电量，使输出的模拟电量与输入的数字量成正比，实现这种转换功能的电路叫数模转换器，也称D/A转换器，简称DAC。模数转换则是将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。实现这种装换功能的电路叫模数转换器，也称A/D转换器，简称ADC。数字电路第八章D/A和A/D转换器8.2D/A转换器8.2.1R-2R倒T型电阻网络D/A转换器图8.1R-2R倒T行电阻网络D/A转换器原理图数字电路第八章D/A和A/D转换器流入求和运算放大器的电流为：输出电压为：012316842DIDIDIDIi)2222(2001122334DDDDRVREFFFFoRiRiu)2222(2001122334DDDDRRVFREF数字电路第八章D/A和A/D转换器n位R-2R电阻网络D/A转换器，输出电压：当取RF=R时，则有输出模拟电压u0与输入的数字量成正比，实现数模转换)2222(200112211DDDDRRVunnnnnFREFo)2222(200112211DDDDVunnnnnREFo数字电路第八章D/A和A/D转换器8.2.2权电流型D/A转换器（见下图8.2）输出模拟电压为u0FoRiu数字电路第八章D/A和A/D转换器04132232222DIDIDIDIRF（)2222(2001122334DDDDRIF数字电路第八章D/A和A/D转换器8.2.3D/A转换器主要参数1、分辨率分辨率是指D/A转换器输出模拟电压的最小变化量与满度输出电压之比。最小输出电压变化量就是对应输入数字量最低位（LSB）为1，其余各位为0时的输出电压，记为ULSB2、转换精度3、转换时间数字电路第八章D/A和A/D转换器8.3A/D转换器8.3.1A/D转换器的一般步骤1、采样-保持图8.3采样-保持电路数字电路第八章D/A和A/D转换器图8.4采样-保持电路波形数字电路第八章D/A和A/D转换器采样定理：2、量化-编码用数字量表示输入模拟电压uI的大小时，首先要确定一个单位电压值，然后用uI与单位电压值比较，取比较的整数倍表示uI这一过程就是量化，如果这个整倍数值用二进制数表示，就称为二进制编码，axsffIm2数字电路第八章D/A和A/D转换器8.3.2三位并联比较型A/D转换器（见下图8.5）数字电路第八章D/A和A/D转换器表一：3位并联比较型A/D转换器的真值表数字电路第八章D/A和A/D转换器8.3.3双积分型A/D转换器双积分型A/D转换器是一种间接型A/D转换器。它的基本原理是将输入模拟电压uI先转换成与uI成正比的时间间隔，在此时间内用计数器对恒定频率的时间脉冲计数，计数结束时，计数器记录的数字量正比于输入的模拟电压，实现模拟量到数字量的转换。数字电路第八章D/A和A/D转换器图8.6双积分型A/D转换器的原理图数字电路第八章D/A和A/D转换器图8.7双积分型A/D转换器工作波形数字电路第八章D/A和A/D转换器8.3.4逐次逼近式A/D转换器逐次逼近式AD转换器是数字量由“逐次逼近寄存器SAR”产生。SAR使用“对分搜索法”产数字量，以8位数字量为例，SAR首先产生8位数字量的一半，即10000000B,试探模拟量Vi的大小，若VoVi，清除最高位，若VoVi,保留最高位。在最高位确定后，SAR又以对分搜索法确定次高位，即以低7位的一半y1000000B(y为已确定位)试探模拟量Vi的大小。在bit6确定后，SAR以对分搜索法确定bit5位，数字电路第八章D/A和A/D转换器即以低6位的一半yy100000B(y为已确定位)试探模拟量的大小。重复这一过程，直到最低位bit0被确定。8.3.5A/D转换器的主要参数1、分辨率2、相对精度3、转换速度数字电路第八章D/A和A/D转换器本章小结1、D/A转换器将输入的二进制数字量转换成与之成正比的模拟电量。D/A转换器的分辨率和转换精度都与D/A转换器的位数有关，位数越高，分辨率和精度越高。2、A/D转换将输入的模拟电压转换成与之成正比的二进制数字量。A/D转换分直接转换型和间接转换型。数字电路第八章D/A和A/D转换器直接转换型速度快，如并联比较型A/D转换器。间接转换型速度慢。如双积分型A/D转换器。3、A/D转换器要经过采样一保持和量化与编码两步实现。