《医学电子学第十章》课件.ppt

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1、第十章 A/D和D/A转换器,医学电子学第十章PPT课件,1,第十章 A/D和D/A转换器医学电子学第十章PPT课,10.1、D/A转换器的分类及原理（Digital-to-analog converter）10.2、A/D转换器的分类及原理（Analog-to-digital converter）,医学电子学第十章PPT课件,2,10.1、D/A转换器的分类及原理医学电子学第十章PPT,一、D/A转换器,1.电压输出型,2.电流输出型,TLC5620,DAC1220,DAC2902,AD5390,AD9763,输出类型,德州仪器,ADI公司,TLC公司,10.1Digital-to-anal

2、og converter,医学电子学第十章PPT课件,3,一、D/A转换器1.电压输出型2.电流输出型TLC5620D,二.D/A转换器,转换位数,8位,10位,12位,14位,16位,17位,20位,18位,DAC5571,DAC5574,DAC5652,DAC2904,DAC1221,DAC1220,AD7224,AD5315,AD7390,AD7840,AD9779,AD7111,AD5680,ADI公司,德州仪器,医学电子学第十章PPT课件,4,二.D/A转换器转换位数8位10位12位14位16位17位2,工作原理,1.电阻网络D/A转换器,2.倒T型电阻网络D/A转换器,工作模式,1

3、.串口D/A转换器,2.并口D/A转换器,三.D/A转换器,四.D/A转换器,医学电子学第十章PPT课件,5,工作原理1.电阻网络D/A转换器2.倒T型电阻网络D/A转换,D/A转换器,是将不同位数的二进制的数字量转换为模拟信号输出。,0 1 1 1 1 0 1 1,D/A转换过程是按照不同的权，转换不同大小的,0 1 1 1 1 0 1 1,电压或电流。,例如：,1,一个U,二个U,四个U,第n位，则权为2n个U,医学电子学第十章PPT课件,6,D/A转换器是将不同位数的二进制的数字量转换为模拟信号输出。,1.电阻网络D/A转换器,UR,医学电子学第十章PPT课件,7,1.电阻网络D/A转换

4、器d0d1d2d3URs0s1s2s3,1.电阻网络D/A转换器,UR,医学电子学第十章PPT课件,8,1.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs0s1s2s3,1.电阻网络D/A转换器,UR,s1,医学电子学第十章PPT课件,9,1.电阻网络D/A转换器d0d1d2d3URs1s0s2s3,2.倒T型电阻网络D/A转换器,医学电子学第十章PPT课件,10,2.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R,2.倒T型电阻网络D/A转换器,医学电子学第十章PPT课件,11,2.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R,2.倒T型电阻网络D/A转换器,s2,医学电子

5、学第十章PPT课件,12,2.倒T型电阻网络D/A转换器RA+-2RR2RR2RR2R,D/A转换器的主要技术指标,D/A转换器的主要技术指标,分辨率,转换误差,转换时间,电源抑制比,指最小输出电压与最大输出电压值比,指实际的D/A转换特性与理想转换特性之间的最大误差。,指从输入数据信号到输出稳定的模拟电压或电流所需的时间。,指输出电压的变化与相对的电源电压变化之比。,更新率或取样率,指每秒钟给D/A转换输入数组的次数。,医学电子学第十章PPT课件,13,D/A转换器的主要技术指标D/A转换器的主要技术指标分辨率转,集成D/A转换器的主要引脚,集成D/A转换器的主要引脚,数字端口,模拟端口,控

6、制端口,电源端口,指输出电压或电流大小的输出端口,指输入数据的引脚端口，引脚多少由位数及模式决定,指控制芯片完成D/A转换功能的引脚，主要有：CS、WR、REF、CLOCK等,指供应芯片能量的端口，分数字端口和模拟端口AVDD，DVDD，DGND和AGND,随着芯片的智能化，方便使用者的调节与校准，出现了调整端口,医学电子学第十章PPT课件,14,集成D/A转换器的主要引脚集成D/A转换器的主要引脚数字端口,几个常见的D/A转换器实例,数字端口,模拟端口,控制端口,电源端口,Vout,SDA,医学电子学第十章PPT课件,15,几个常见的D/A转换器实例数字端口模拟端口控制端口电源端口A,几个常

7、见的D/A转换器实例,数字端口与控制端口时序关系,SCL,SDA,有效,有效,有效,无效,无效,PD,此时，Vout有转化的数据输出。,医学电子学第十章PPT课件,16,几个常见的D/A转换器实例数字端口与控制端口时序关系AD53,几个常见的D/A转换器实例,数字端口,模拟端口,控制端口,电源端口,调整端口,医学电子学第十章PPT课件,17,几个常见的D/A转换器实例数字端口模拟端口控制端口电源端口调,几个常见的D/A转换器实例,数字端口与控制端口之间的关系。,data,有效,无效,无效,无效,医学电子学第十章PPT课件,18,几个常见的D/A转换器实例数字端口与控制端口之间的关系。1A,D/

8、A转换器的新发展,限制了转换速度,DDS,提高速度,Direct Digital Synthsis,医学电子学第十章PPT课件,19,D/A转换器的新发展数据存表数据读取数据传输数据转换信号输出,集成D/A转换器的输出方式,集成D/A转换器的输出方式,1.单极性输出方式,2.双极性输出方式,指输入的数字量为最小到最大时输出电压全为正或全为负。,指输入的数字量为最小到最大时输出电压部分为正部分为负。,医学电子学第十章PPT课件,20,集成D/A转换器的输出方式集成D/A转换器的输出方式1.单极,集成D/A转换器的输出方式,3.轨到轨输出方式,指输入的数字量为最小到最大时输出电压几乎达到极值，偏差

9、只有0.05v左右。,输出电压的最大值与最小值总是达不到供应电压极值，存在大约0.7v偏差。电压偏差达到0.7V。,医学电子学第十章PPT课件,21,集成D/A转换器的输出方式3.轨到轨输出方式指输入的数字量为,D/A转换器的小结,集成D/A转换器,1.输出类型,2.转换位数,3.转换原理,4.转换模式,5.输出方式,医学电子学第十章PPT课件,22,D/A转换器的小结集成D/A转换器1.输出类型2.转换位数3,A/D转换器的分类,8位,输出位数,10位,12位,14位,16位,18位,20位,22位,24位,ADS7827,ADS5203,ADS2806,ADS5423,ADS1208,AD

10、S8381,ADS1250,ADS1212,ADS1216,AD7819,AD7997,AD7476,AD7946,AD7660,AD7674,AD7703,AD7716,AD7760,10.2Analog-to-digital converter,医学电子学第十章PPT课件,23,A/D转换器的分类8位输出位数10位12位14位16位18位,A/D转换器的分类,1、积分型,是将输入电压转换位时间或频率，然后由定时器/计数器获得数字值。,工作原理,TLC7135,医学电子学第十章PPT课件,24,A/D转换器的分类1、积分型是将输入电压转换位时间或频率，然,A/D转换器的分类,2.逐次逼近型,

11、3、并行比较型,有一个比较器和DA转换器，通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始顺序对输入的模拟信号减去转换的数字量逐次比较。,采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，该方法又称为Flash型。,工作原理,第一位数字,减去第一位数字,第二位数字,TLC0831,TLC5510,医学电子学第十章PPT课件,25,A/D转换器的分类2.逐次逼近型3、并行比较型有一个比较器和,4.-调制型,5.电容阵列逐次比较型,- 型ADC以很低的采样分辨率和很高的采样速度将模拟信号数字化，并通过使用过采样噪声整型和数字滤波等方法增加有效分辨率。,电容阵列逐次比较型AD,在内置DA转化器中采用电容矩阵方式.也可称为电

12、荷再分配型。,AD7701,AD7533,AD7762和D7763,AD7760,6、压频变换型,是通过间接转换方式实现模数转换的。,医学电子学第十章PPT课件,26,4.-调制型5.电容阵列逐次比较型- 型ADC以很低,A/D转换器的分类,1.串行数据输出,2.并行数据输出,输出数据方式,3.串行-并行选用方式,4.串行-并行合用方式,AD9289,AD9288-100,AD7914,AD7760,医学电子学第十章PPT课件,27,A/D转换器的分类1.串行数据输出2.并行数据输出输出数据方,A/D转换器的主要技术指标,1.分辨率,2.转换误差,3.转换时间,4.取样率,以转换的数字信号的位

13、数为分辨率。,指实际输出的数字量与理论上的输出数字量之间的差别。,指从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳定的数字信号所需要的时间。,指每秒钟进行模数转换的次数。,5.电压抑制,指输入的模拟电压不变时，由于电压的波动引起的输出数字量的绝对变化值。,医学电子学第十章PPT课件,28,A/D转换器的主要技术指标1.分辨率2.转换误差3.转换时间,A/D转换器的端口,1.模拟输入端口,2.数字端口,3.控制端口,4.状态端口,待转换为数字信号的进入端口。,将输入的模拟信号转换为计算机能识别的信号端口。,决定模拟信号的转换、数字信号输出的端口。,表示状态的端口。,5.能量端口,保证芯片在合适条件下能正

14、常工作的端口。,医学电子学第十章PPT课件,29,A/D转换器的端口1.模拟输入端口2.数字端口3.控制端口4,常见的A/D转换器,模拟输入端口,数字端口,控制端口,状态端口,能量端口,VREF,VIN,BUSY,参考端口,医学电子学第十章PPT课件,30,常见的A/D转换器模拟输入端口数字端口控制端口状态端口能量端,常见的A/D转换器时序,BUSY,3.90v,医学电子学第十章PPT课件,31,常见的A/D转换器时序AD78191234567816151,A/D转换器AD7674的应用,AD7674的功能框图,医学电子学第十章PPT课件,32,A/D转换器AD7674的应用AD7674的功能框图医学电,A/D转换器AD7674的应用,AD7674在动态光谱中应用框图,医学电子学第十章PPT课件,33,A/D转换器AD7674的应用AD7674在动态光谱中应用框,A/D转换器的小结,AD7674在动态光谱中应用框图,医学电子学第十章PPT课件,34,A/D转换器的小结AD7674在动态光谱中应用框图上位机IL,