数字电子技术基础(第五版)教学课件第十一章数模(DA)和模数(AD)转换.ppt

数字电子技术基础（第五版）教学课件,第十一章 数-模（D/A）和模-数（A/D）转换,11.1 概述一、用途及要求,传感器,放大器,A/D转换,微型计算机,控制对象,D/A转换,！精度！速度,执行机构,三、分类,11.2 D/A转换器,D111101,D/A,A(电压 或 电流)？,11.2.1 权电阻网络D/A转换器一、电路结构和工作原理,优缺点：1.优点：简单2.缺点：电阻值相差大，难于保证精度，且大电阻不宜于集成在IC内部,11.2.2 倒T形电阻网络DAC,希望用较少类型的电阻，仍然能得到一系列权电流,R,R,R,R,11.2.6 具有双极性输出的DAC当输入数字量有极性时，希望输出的模拟电压也对应为。一、原理例：输入为3位二进制补码。最高位为符号位，正数为0，负数为1,*将符号位反相后接至高位输入*将输出偏移使输入为100时，输出为0,1,二、电路实现,*将符号位反相后接至高位输入*将输出偏移使输入为100时，输出为0,11.2.7 DAC的转换精度与速度,一、转换精度分辨率（理论精度）用输入数字量的二进制数码位数给出 n位DAC,应能输出0 2n-1个不同的等级电压，区分出输入的000到111，2n-1个不同状态2.转换误差（实际精度）用最低有效位的倍数来表示有时也用绝对误差与输出电压满刻度的百分数来表示,二、误差分析,D111101,A/D,A(电压 或 电流)？,11.3 A/D转换器11.3.1 A/D转换的基本原理输入连续变化电压，输出为不连续的数字量,二、量化和编码量化：将采样电压表示为最小数量单位（）的整数倍编码：将量化的结果用代码表示出来（二进制，二-十进制）量化误差：当采样电压不能被整除时，将引入量化误差,11.3.2 抽样保持电路,！加大输入电阻！减小输出电阻！Av=1,11.3.3 并联比较型A/D转换器,并联比较型,量化,输入量化 编码,2、特点*快，CLK触发信号到达到输出稳定建立只需几十纳秒*精度，受参考电压、分压网络等因素影响*有存储器，不需要S/H电路*电路规模，n位需要2n-1比较器，触发器,11.3.4 反馈比较型A/D转换器,计数型基本原理：取一个“D”加到DAC上，得到模拟输出电压，将该值与输入电压比较，如两者不等，则调整D的大小，到相等为止，则D为所求值,！简单！慢,2、逐次渐近型,！电路不太复杂！较快,1 0 0 0 0,3位：5个CLKN位:(n+2)个CLK,11.3.5 双积分型A/D转换器,双积分型（V-T变换型）先将V转换成与之成正比的时间宽度信号，然后在这个时间内用固定频率脉冲计数,电路实现,11.3.6 V-F变换型A/D转换器,11.3.7 ADC的转换速度与转换精度,一、速度取决于电路结构类型并联比较型：1微秒逐次渐近型：10100微秒/次双积分型：几十毫秒/次二、转换精度1.分辨率：以输出二进制或十进制的位数表示，说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。2.转换误差：通常以输出误差最大值的形式给出，表示实际输出的数字量和理论上应有的输出数字量之间的差别。,