数模转换器课件.ppt

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1、（0/20）,数字技术基础,第 七 章数模和模数转换,（1/20）,概 述,数模和模数转换器是连接真实世界和数字世界的桥梁，广泛应用于自动控制、数字通信、数字家电等领域。,以电话话音传输为例：,A/D：将模拟信号转换为数字信号，电路称为ADC。,D/A：将数字信号转换为模拟信号，电路称为DAC。,（2/20）,7.1 数模(D/A)转换器,主要内容：,FD/A转换器基本工作原理,F权电阻网络D/A转换器,F倒T型电阻网络D/A转换器,FD/A转换器的主要技术参数,F集成D/A转换器及其应用,（3/20）,dn-1：最高位 MSB d0：最低位 LSB,一、D/A转换器基本工作原理,输入数字量为

2、n位二进制数Dn（dn-1 d1d0）,若参考电压UREF，输出模拟量为uo，则有,其中 kU 为比例系数。,D/A转换就是将数字量转换成与它成正比的模拟量。,（4/20）,一、D/A转换器基本工作原理,开关变量,n位D/A转换器原理图,组成D/A转换器的基本指导思想：将数字量按权展开相加，即得到与数字量成正比的模拟量。,（5/20）,di 为“1”，开关接UREF；di 为“0”，开关接地,二、权电阻网络D/A转换器,参考电压源，模拟开关，电阻网络，运算放大器,电路结构（以四位为例）：,（6/20）,“虚地”,二、权电阻网络D/A转换器,（7/20）,，则有,令：,二、权电阻网络D/A转换器

3、,（8/20）,优点：,权电阻网络D/A转换器的特点：,结构简单，电阻元件数很少。,电阻值相差大，制造难度大，精度差。开关切换的过程会造成动态尖峰电流增大。,缺点：,二、权电阻网络D/A转换器,此时uO的最大变化范围是多少？,对于n位的权电阻网络DAC，则：,（9/20）,电阻网络中只有R和2R两种阻值。,三、倒T型电阻网络D/A转换器,“虚地”,电路结构（以四位为例）：,无论模拟开关在哪个位置，2R上端电位为0。,特点：,（10/20）,计算倒T型电阻网络支路电流的等效电路：,三、倒T型电阻网络D/A转换器,各支路电流从高位到地位依次是。,等效电阻都是R，故。,从AA、BB、CC、DD每个端

4、口看进去的,（11/20）,三、倒T型电阻网络D/A转换器,（12/20）,令 RF=R，,则有,三、倒T型电阻网络D/A转换器,（13/20）,倒T型电阻网络D/A转换器特点：,优点：,电阻种类少，精度较高，便于集成；开关的动态切换对输出的稳定性影响较小；,三、倒T型电阻网络D/A转换器,对于n位的倒T型电阻网络DAC，则：,因此，这种形式的DAC目前被广泛的采用。,由此可见，输出模拟电压uO与输入数字量Dn成正比，实现了数模转换。,（14/20）,四、D/A转换器的主要技术参数,一、转换精度,指 D/A 转换器模拟输出产生的最小电压变化量与满刻度输出电压之比，也可用输入的位数n表示。,1.

5、分辨率（Resolution）,2.转换误差,转换误差表示实际的D/A转换特性和理想转换特性之间的最大偏差。转换误差是一个综合性指标，包括比例系数误差、漂移误差、非线性误差等。,（15/20）,四、D/A转换器的主要技术参数,二、转换速度,D/A转换器从输入数字量到转换成稳定的模拟输出电压所需要的时间称为转换速度。通常用建立时间tset来定量描述。,一般给出输入从全 0跳变为全1(即满度值uFSR)时的建立时间。,D/A转换器的建立时间,（16/20）,AD7520原理图,ADC7520是一种10位CMOS型的DAC芯片，芯片内包括倒T型电阻网络和十个CMOS开关，它需要外接运算放大器才能工作

6、。,五、集成D/A转换器及其应用,（17/20）,AD7520典型接法,AD7520管脚排列,当UREF0时，输出uO为负；当UREF0时，uO为正。,五、集成D/A转换器及其应用,ADC7520以接口简单、转换控制容易、通用性好、性能价格比高等特点得到广泛的应用。,（18/20）,五、集成D/A转换器及其应用,D/A 转换器 AD7520 的主要参数,参数名称,单 位,参数值,分辨率,bit,10,非线性度,转换时间,UREF,%of FSR,0.05,us,1,V,V,电源电压,25+25,功 耗,mW,20,温度系数,ppm of FSR/C,10,5 15,（19/20）,五、集成D/A转换器及其应用,10位二进制加法计数器从全“0”加到全“1”，电路的模拟输出电压uO由 0V增加到最大值。如果计数脉冲不断，则可在电路的输出uO端得到周期性的锯齿波。,应用举例：,注意：UREF取负值,（20/20）,作业：P226 7.1 7.2,思考题：如何由数模转换器AD7520和计数器构成三 角波信号发生器，并且运用Multisim软件进 行仿真。,7.1 数模转换器,