电工学七模拟量和数字量转换.pptx

会计学1电工学七模拟量和数字电工学七模拟量和数字(shz)量转换量转换第一页，共40页。第第2323章章 模拟量和数字模拟量和数字(shz)(shz)量的量的转换转换本章本章本章本章(bn zhn)(bn zhn)要求要求要求要求1.1.了解了解了解了解D/AD/A、A/DA/D转换转换转换转换(zhunhun)(zhunhun)的基本概念的基本概念的基本概念的基本概念和转换和转换和转换和转换(zhunhun)(zhunhun)原理原理原理原理;2.2.了解了解了解了解D/AD/A、A/DA/D转换常用芯片的使用方法。转换常用芯片的使用方法。转换常用芯片的使用方法。转换常用芯片的使用方法。第1页/共40页第二页，共40页。模模模模数与数数与数数与数数与数模转换器是计算机与外部设备的重要模转换器是计算机与外部设备的重要模转换器是计算机与外部设备的重要模转换器是计算机与外部设备的重要接口接口接口接口,也是数字测量和数字控制系统也是数字测量和数字控制系统也是数字测量和数字控制系统也是数字测量和数字控制系统(kn zh x tn)(kn zh x tn)的的的的重要部件。重要部件。重要部件。重要部件。将模拟量转换为数字量的装置将模拟量转换为数字量的装置将模拟量转换为数字量的装置将模拟量转换为数字量的装置(zhungzh)(zhungzh)称为模称为模称为模称为模数转换器数转换器数转换器数转换器(简称简称简称简称A/DA/D转换器或转换器或转换器或转换器或ADC)ADC)；传感器传感器传感器传感器模拟模拟模拟模拟(mn)(mn)控制控制控制控制模模模模拟拟拟拟信信信信号号号号数字计算机数字计算机数字计算机数字计算机 数字控制数字控制数字控制数字控制 数数数数字字字字信信信信号号号号ADCADCDACDAC 将数字量转换为模拟量的装置称为数将数字量转换为模拟量的装置称为数将数字量转换为模拟量的装置称为数将数字量转换为模拟量的装置称为数 模转换器模转换器模转换器模转换器(简称简称简称简称D/AD/A转换器或转换器或转换器或转换器或DACDAC)第2页/共40页第三页，共40页。23.1 D/A转换器转换器数数数数模转换（模转换（模转换（模转换（D/AD/AD/AD/A转换器）的基本思想：转换器）的基本思想：转换器）的基本思想：转换器）的基本思想：由于构成数字由于构成数字由于构成数字由于构成数字(shz)(shz)(shz)(shz)代码的每一位都有一定代码的每一位都有一定代码的每一位都有一定代码的每一位都有一定的的的的“权权权权”，因此为了将数字，因此为了将数字，因此为了将数字，因此为了将数字(shz)(shz)(shz)(shz)量转换成模拟量转换成模拟量转换成模拟量转换成模拟量，就必须将每一位代码按其量，就必须将每一位代码按其量，就必须将每一位代码按其量，就必须将每一位代码按其“权权权权”转换成相应的转换成相应的转换成相应的转换成相应的模拟量，然后再将代表各位的模拟量相加即可得到模拟量，然后再将代表各位的模拟量相加即可得到模拟量，然后再将代表各位的模拟量相加即可得到模拟量，然后再将代表各位的模拟量相加即可得到与该数字与该数字与该数字与该数字(shz)(shz)(shz)(shz)量成正比的模拟量，这就是构成量成正比的模拟量，这就是构成量成正比的模拟量，这就是构成量成正比的模拟量，这就是构成D/AD/AD/AD/A转换器的基本思想。转换器的基本思想。转换器的基本思想。转换器的基本思想。第3页/共40页第四页，共40页。1.1.电路电路电路电路(dinl)(dinl)23.1.1 T型电阻型电阻(dinz)网络网络D/A转换器转换器 由数个相同的电路环节由数个相同的电路环节由数个相同的电路环节由数个相同的电路环节(hunji)(hunji)构成，每个构成，每个构成，每个构成，每个电路环节电路环节电路环节电路环节(hunji)(hunji)有两个电阻和一个模拟开关。有两个电阻和一个模拟开关。有两个电阻和一个模拟开关。有两个电阻和一个模拟开关。参考电压参考电压参考电压参考电压存放四位存放四位存放四位存放四位二进制数二进制数二进制数二进制数最低位最低位最低位最低位(LSB)(LSB)最高位最高位最高位最高位(MSB)(MSB)模拟模拟模拟模拟开关开关开关开关U UOO+2 2RRA A+U UR RS S2 2S S0 0S S1 1S S3 32 2RR2 2RR2 2RR2 2RRd d0 0d d1 1d d2 2d d3 30 0RRRRRR1 11 10 0+-A ARRFF2 2RR0 00 01 11 1 数码寄存器数码寄存器数码寄存器数码寄存器QQ0 0QQ1 1QQ2 2QQ3 3第4页/共40页第五页，共40页。1.1.电路电路电路电路(dinl)(dinl)23.1.1 T型电阻型电阻(dinz)网络网络D/A转换器转换器参考参考参考参考(cnko)(cnko)电压电压电压电压最低位最低位最低位最低位(LSB)(LSB)最高位最高位最高位最高位(MSB)(MSB)各位的数码控制相应位的模拟开关，数码为各位的数码控制相应位的模拟开关，数码为各位的数码控制相应位的模拟开关，数码为各位的数码控制相应位的模拟开关，数码为“1”1”时，时，时，时，开关接电源开关接电源开关接电源开关接电源U UR R；为；为；为；为0 0时接时接时接时接“地地地地”。模拟模拟模拟模拟开关开关开关开关U UOO+2 2RRA A+U UR RS S2 2S S0 0S S1 1S S3 32 2RR2 2RR2 2RR2 2RRd d0 0d d1 1d d2 2d d3 30 0RRRRRR1 11 10 0+-A ARRFF2 2RR0 00 01 11 1 数码寄存器数码寄存器数码寄存器数码寄存器QQ0 0QQ1 1QQ2 2QQ3 3存放四位存放四位存放四位存放四位二进制数二进制数二进制数二进制数第5页/共40页第六页，共40页。2.2.转换转换转换转换(zhu(zhu nhun)nhun)原理原理原理原理分析输入数字量和输出模拟分析输入数字量和输出模拟分析输入数字量和输出模拟分析输入数字量和输出模拟(mn)(mn)(mn)(mn)电压电压电压电压UoUoUoUo之间的关之间的关之间的关之间的关系系系系 T T型网络开路时的输出电压型网络开路时的输出电压型网络开路时的输出电压型网络开路时的输出电压UAUA即是反相比例运算即是反相比例运算即是反相比例运算即是反相比例运算(yn sun)(yn sun)电路的输入电压。电路的输入电压。电路的输入电压。电路的输入电压。反相比例反相比例反相比例反相比例运算电路运算电路运算电路运算电路T T型电型电型电型电子网络子网络子网络子网络2 2RRA A+U UR RS S2 2S S0 0S S1 1S S3 32 2RR2 2RR2 2RR2 2RRd d0 0d d1 1d d2 2d d3 30 0RRRRRR1 11 10 0U UOO+-A ARRFF2 2RR0 00 01 11 1+第6页/共40页第七页，共40页。2.2.转换转换转换转换(zhu(zhu nhun)nhun)原理原理原理原理用戴维宁定理用戴维宁定理用戴维宁定理用戴维宁定理(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)和叠加定理和叠加定理和叠加定理和叠加定理(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)计算计算计算计算UAUAUAUAA A+U UR RS S2 2S S0 0S S1 1S S3 32 2RR2 2RR2 2RR2 2RRd d0 0d d1 1d d2 2d d3 30 0RRRRRR1 11 10 02 2RR0 00 01 11 1最低位最低位最低位最低位(LSB)(LSB)最高位最高位最高位最高位(MSB)(MSB)1 0 0 1 0 0 0 0对应对应对应对应(duyng)(duyng)(duyng)(duyng)二进制二进制二进制二进制数为数为数为数为0001000100010001第7页/共40页第八页，共40页。2.2.转换转换转换转换(zhu(zhu nhun)nhun)原原原原理理理理对应对应对应对应(duyng)(duyng)(duyng)(duyng)二进制数为二进制数为二进制数为二进制数为0001000100010001时，时，时，时，A A2 2RR2 2RR2 2RRRRRRRRRR等效电路如右下图等效电路如右下图等效电路如右下图等效电路如右下图1 11 1 2 22 2 3 33 3 2 2RR2 2RR2 2RR2 2RRRRRRRR2 2RRU UR RA ARRA A0 00 0 第8页/共40页第九页，共40页。2.2.转换转换转换转换(zhu(zhu nhun)nhun)原原原原理理理理对应对应对应对应(duyng)(duyng)(duyng)(duyng)二进制数二进制数二进制数二进制数为为为为0001000100010001时，时，时，时，等效电路如下等效电路如下等效电路如下等效电路如下RRA A同理：对应同理：对应同理：对应同理：对应(duyng)(duyng)(duyng)(duyng)二二二二进制数进制数进制数进制数为为为为0010001000100010时，有时，有时，有时，有同理：对应二进制数同理：对应二进制数同理：对应二进制数同理：对应二进制数为为为为1000100010001000时，有时，有时，有时，有同理：对应二进制数同理：对应二进制数同理：对应二进制数同理：对应二进制数为为为为0100010001000100时，有时，有时，有时，有A ARR第9页/共40页第十页，共40页。2.2.转换转换转换转换(zhu(zhu nhun)nhun)原原原原理理理理 T T型网络型网络型网络型网络(wnglu)(wnglu)开路时的输出电压开路时的输出电压开路时的输出电压开路时的输出电压UAUA，即等效，即等效，即等效，即等效电源电压电源电压电源电压电源电压UE UE。等效等效等效等效(dn xio)(dn xio)电阻电阻电阻电阻为为为为 R R 等效电路如右图等效电路如右图等效电路如右图等效电路如右图RRA AU UE E第10页/共40页第十一页，共40页。2.2.转换转换转换转换(zhu(zhu nhun)nhun)原原原原理理理理 若输入若输入若输入若输入(shr)(shr)的是的是的是的是 n n位二进制数，位二进制数，位二进制数，位二进制数，则则则则2 2RRU UOO+-A ARRFF+RRU UE E+A A第11页/共40页第十二页，共40页。2.2.转换转换转换转换(zhu(zhu nhun)nhun)原原原原理理理理 若取若取若取若取 R RF F=3R=3R，则，则，则，则 若输入若输入若输入若输入(shr)(shr)的是的是的是的是 n n位二进位二进位二进位二进制数，则制数，则制数，则制数，则2 2RRU UOO+-A ARRFF+RRU UE E+A A第12页/共40页第十三页，共40页。倒倒倒倒T T型电阻型电阻型电阻型电阻(dinz(dinz)网络网络网络网络DD A A转转转转换器换器换器换器分析输入数字分析输入数字分析输入数字分析输入数字(shz)(shz)(shz)(shz)量和输出模拟电压量和输出模拟电压量和输出模拟电压量和输出模拟电压uouououo之间的关之间的关之间的关之间的关系系系系转换转换转换转换(zhunhun)(zhunhun)(zhunhun)(zhunhun)原理原理原理原理倒倒倒倒T T型解码网络型解码网络型解码网络型解码网络U UOO2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0+-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR第13页/共40页第十四页，共40页。.UC =UR/2UB =UR/4UA =UR/8UD =UR 即：即：由于解码由于解码由于解码由于解码(jim)(jim)(jim)(jim)网络的电路网络的电路网络的电路网络的电路结构和参数匹配，则图中各点结构和参数匹配，则图中各点结构和参数匹配，则图中各点结构和参数匹配，则图中各点(D(D(D(D、C C C C、B B B B、A)A)A)A)电位逐位减半。电位逐位减半。电位逐位减半。电位逐位减半。U UOO2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0+-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR第14页/共40页第十五页，共40页。因此，每个因此，每个因此，每个因此，每个2R2R2R2R支路中支路中支路中支路中的电流的电流的电流的电流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)也逐位也逐位也逐位也逐位减半。减半。减半。减半。即：即：即：即：U UOO2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0+-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR第15页/共40页第十六页，共40页。U UOO2RABD+URS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0+-ARFd3d2d1d00RRRI3I1I0I01C110I2IR第16页/共40页第十七页，共40页。23.1.2 D/A23.1.2 D/A转换器的主要转换器的主要转换器的主要转换器的主要(zhyo)(zhyo)技技技技术指标术指标术指标术指标 指最小输出指最小输出指最小输出指最小输出(shch)(shch)电压和最大输出电压和最大输出电压和最大输出电压和最大输出(shch)(shch)电压之比。电压之比。电压之比。电压之比。1.分辨率分辨率 2 2.线性度线性度线性度线性度 通常用非线性误差的大小通常用非线性误差的大小通常用非线性误差的大小通常用非线性误差的大小(dxio)(dxio)(dxio)(dxio)表示表示表示表示D/AD/AD/AD/A转换器转换器转换器转换器的线性度。把偏离理想的输入输出特性的偏差与满的线性度。把偏离理想的输入输出特性的偏差与满的线性度。把偏离理想的输入输出特性的偏差与满的线性度。把偏离理想的输入输出特性的偏差与满刻度输出之比的百分数定义为非线性误差。刻度输出之比的百分数定义为非线性误差。刻度输出之比的百分数定义为非线性误差。刻度输出之比的百分数定义为非线性误差。3 3.输出电压输出电压输出电压输出电压(电流电流电流电流 )的建立时间的建立时间的建立时间的建立时间例例例例:十位十位十位十位D/AD/A转换器转换器转换器转换器 的分辨率为的分辨率为的分辨率为的分辨率为从输入数字信号起，到输出电压或电流到达稳定值所需时间从输入数字信号起，到输出电压或电流到达稳定值所需时间从输入数字信号起，到输出电压或电流到达稳定值所需时间从输入数字信号起，到输出电压或电流到达稳定值所需时间有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率。有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率。有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率。有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率。通常通常通常通常D/AD/A转换器的建立时间不大于转换器的建立时间不大于转换器的建立时间不大于转换器的建立时间不大于1 1 S S第17页/共40页第十八页，共40页。集成集成 ADC 芯片芯片(xn pin)举例举例AD7520各管脚功能各管脚功能(gngnng)：d0 d9：十位数字：十位数字(shz)量的输入端；量的输入端；IO1、IO2：电流输出端；电流输出端；RF：反馈信号输入反馈信号输入端端；UDD：电源接线端电源接线端；GND：接地端。接地端。UR：参考电源，可正可负；参考电源，可正可负；URIO1IO2RFGNDd4AD752012345678161514131211109UDD+URd3d2d1d0d5d6d7d8d9 U UOO+AD7520的外引线排列及连接电路的外引线排列及连接电路第18页/共40页第十九页，共40页。DAC0832是八位的是八位的D/A转换器转换器,即在对其输入八位即在对其输入八位数字量后，通过外接的运算放大器，可以数字量后，通过外接的运算放大器，可以(ky)获得相获得相应的模拟电压值。应的模拟电压值。23.1.3 DAC0832 D/ADAC0832 D/A转转换器换器第19页/共40页第二十页，共40页。1)1)内部简化内部简化内部简化内部简化(ji(ji nhu)nhu)电路框图电路框图电路框图电路框图DAC 0832 简化简化(jinhu)电路框图电路框图八位八位八位八位寄存器寄存器寄存器寄存器输入输入输入输入八位八位八位八位寄存器寄存器寄存器寄存器DACDAC八位八位八位八位转换器转换器转换器转换器UUREFREFRRF FI Iout1out1I Iout2out2AGNDAGNDUUCCCCDGNDDGND&ILEILECSCSWRWR11WRWR22XFERXFERD/AD/ADD77DD00.1 11 1 第20页/共40页第二十一页，共40页。2)2)芯片芯片芯片芯片(xn(xn pin)pin)管脚管脚管脚管脚DAC 0832 管脚分布图管脚分布图CSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCCUREFRFDGNDILEXFERIout1Iout21234567891019181716151413121120第21页/共40页第二十二页，共40页。片选信号片选信号(xnho)，低电平有效低电平有效写入控制写入控制(kngzh)，低电平有效低电平有效模拟模拟(mn)地端地端D0 D7数字量输入数字量输入参考电压参考电压输入端输入端DAC 0832 管脚分布图管脚分布图CSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCCUREFRFDGNDILEXFERIout1Iout21234567891019181716151413121120第22页/共40页第二十三页，共40页。数字数字(shz)地端地端反馈电阻反馈电阻外接端外接端CSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCCUREFRFDGNDILEXFERIout1Iout21234567891019181716151413121120DAC 0832 管脚分布图管脚分布图第23页/共40页第二十四页，共40页。输入输入(shr)锁存允许信锁存允许信号，高电平有效号，高电平有效芯片芯片(xn pin)工作电压工作电压 输入端输入端 写入控制端写入控制端低电平有效，与低电平有效，与 配合使用配合使用XFERCSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCCUREFRFDGNDILEXFERIout1Iout21234567891019181716151413121120DAC 0832 管脚分布图管脚分布图第24页/共40页第二十五页，共40页。电流电流(dinli)输出端输出端单极性输出时。单极性输出时。Iout2接模拟地接模拟地 传送控制端传送控制端低电平有效，与低电平有效，与WR2配合使用配合使用CSCSWRWR11WRWR22AGNDAGNDDD44DD55DD66DD77DD00DD11DD22DD33UUCCCCUUREFREFRRFFDGNDDGNDILEILEXFERXFERI Iout1out1I Iout2out21 12 23 34 45 56 67 78 89 910101919181817171616151514141313121211112020DAC 0832 DAC 0832 管脚分布图管脚分布图管脚分布图管脚分布图第25页/共40页第二十六页，共40页。23.2 A/D转换器转换器 模模数数(A/D)转换器的任务是将模拟量转换成数字转换器的任务是将模拟量转换成数字量量,它是模拟信号和数字仪器它是模拟信号和数字仪器(yq)的接口。根据其性能的接口。根据其性能不同，类型也比较多。不同，类型也比较多。下面介绍逐次逼近式下面介绍逐次逼近式A/D转换电路的原理转换电路的原理(yunl)和一和一种常用的集成电路组件。最后举例说明其应用。种常用的集成电路组件。最后举例说明其应用。顺序脉冲顺序脉冲发生器发生器逐次逼近逐次逼近 寄存器寄存器DAC电压电压比较器比较器输出数字量输出数字量输入电压输入电压 UiUA逐次逼近逐次逼近(bjn)型模型模数转换器原数转换器原理框图理框图第26页/共40页第二十七页，共40页。23.2.1 23.2.1 逐次逐次逐次逐次(zh c)(zh c)逼近式逼近式逼近式逼近式A/DA/D转换器转换器转换器转换器 其工作原理可用天平秤重过程其工作原理可用天平秤重过程其工作原理可用天平秤重过程其工作原理可用天平秤重过程(guchng)(guchng)作比作比作比作比喻来说明。若有四个砝码共重喻来说明。若有四个砝码共重喻来说明。若有四个砝码共重喻来说明。若有四个砝码共重1515克克克克,每个重量分别为每个重量分别为每个重量分别为每个重量分别为8 8、4 4、2 2、1 1克。设待秤重量克。设待秤重量克。设待秤重量克。设待秤重量Wx=13Wx=13克，可以用下表克，可以用下表克，可以用下表克，可以用下表步骤来秤量：步骤来秤量：步骤来秤量：步骤来秤量：2 28 g+4 g3 38 g+4 g+2 g4 48 g+4 g+1 g 1 18 g8g 13g，12g 13g，13g 13g，8 g8 g12 g12 g12 g12 g13g暂时结果暂时结果砝砝 码码 重重比比 较较 判判 断断顺顺 序序保留保留保留保留(boli)(boli)(boli)(boli)保留保留保留保留撤去撤去撤去撤去保留保留保留保留第27页/共40页第二十八页，共40页。QF3SRRF2SQRF1SQRF0SQ&d3&d2&d1&d0读出读出“与门与门”&111d3d0E读出控制端读出控制端UiUA电压电压比较器比较器逐次逼近逐次逼近寄存器寄存器控制逻辑门控制逻辑门时钟脉冲时钟脉冲五位顺序脉冲发生器五位顺序脉冲发生器四位逐次逼近型模四位逐次逼近型模-数转换器的原理电路数转换器的原理电路四位四位D/A转换器转换器CQ4Q3Q2Q1Q0d2d1第28页/共40页第二十九页，共40页。1.1.转换转换转换转换(zhu(zhu nhun)nhun)原理原理原理原理放哪一放哪一放哪一放哪一个砝码个砝码个砝码个砝码(f m)(f m)砝码砝码砝码砝码(f m)(f m)是是是是否保存否保存否保存否保存(待转换的模拟电压待转换的模拟电压待转换的模拟电压待转换的模拟电压)顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器U UI I 数码寄存器数码寄存器数码寄存器数码寄存器D/AD/A转换器转换器转换器转换器uO控控控控制制制制逻逻逻逻辑辑辑辑时钟时钟清清清清0 0 0 0、置数、置数、置数、置数清清清清0 0、置数、置数、置数、置数CPCP(移位命令移位命令移位命令移位命令)“1 1”状态是否保留状态是否保留状态是否保留状态是否保留控制端控制端控制端控制端U UA A试探电压试探电压试探电压试探电压第29页/共40页第三十页，共40页。2.2.转换转换转换转换(zhu(zhu nhun)nhun)过程过程过程过程2 23 34 4 1 11 0 0 0U UA A U UI I6V U UA A U UI I5VU UA A U UI I“1”“1”留否留否留否留否d d3 3 d d2 2 d d1 1 d d0 0U UA A(V)(V)顺顺顺顺 序序序序比比比比 较较较较 判判判判 断断断断1 1 0 01 0 1 01 0 1 1 例：例：例：例：U UR R=8V=8V，U UI I=5.52V=5.52VD/A转换器输出转换器输出(shch)UA为正值为正值第30页/共40页第三十一页，共40页。转换转换转换转换(zhunhun)(zhunhun)数字量数字量数字量数字量1011 4+1+0.5=1011 4+1+0.5=5.5V5.5V转换转换转换转换(zhunhun)(zhunhun)误差为误差为误差为误差为 0.02V 0.02V例：例：例：例：U UR R=8V=8V，U UI I=5.52V=5.52V若输出若输出若输出若输出(shch)(shch)为为为为 8 8位数字量位数字量位数字量位数字量转换数字转换数字转换数字转换数字(shz)(shz)量量量量10110001 10110001 4+1+0.5+0.03125=5.53125V 4+1+0.5+0.03125=5.53125V转换误差为转换误差为转换误差为转换误差为+0.01125V+0.01125V位数越多误差越小位数越多误差越小位数越多误差越小位数越多误差越小第31页/共40页第三十二页，共40页。逐次逼近逐次逼近逐次逼近逐次逼近(bjn)(bjn)转换过程示意图转换过程示意图转换过程示意图转换过程示意图t0t1t310001100101010001011t2U UAA U UIIU UAA U UII(转换误差转换误差转换误差转换误差:0.02V):0.02V)第32页/共40页第三十三页，共40页。23.2.2 A/D 23.2.2 A/D 变换器的主要变换器的主要变换器的主要变换器的主要(zh(zh yo)yo)技术指标技术指标技术指标技术指标1.分辨率分辨率 以输出二进制数的位数表示分辨率。以输出二进制数的位数表示分辨率。位数越多，误差越小，转换位数越多，误差越小，转换(zhunhun)精度越高。精度越高。2.转换速度转换速度 完成一次完成一次A/D转换所需要的时间，即从它接到转转换所需要的时间，即从它接到转 换控制换控制(kngzh)信号起，到输出端得到稳定的数信号起，到输出端得到稳定的数字量输出字量输出 所需要的时间。所需要的时间。3.相对精度相对精度 实际转换值和理想特性之间的最大偏差。实际转换值和理想特性之间的最大偏差。4.其它其它 功率、电源电压、电压范围等。功率、电源电压、电压范围等。第33页/共40页第三十四页，共40页。ADC0809 ADC0809八位八位八位八位(b wi)A/D(b wi)A/D转换器转换器转换器转换器GNDGNDCCBB AA8 通通 道道 模模 拟拟 开开 关关 比较器比较器逻辑控制逻辑控制逐次逼近逐次逼近 寄存器寄存器 D/A转换器转换器地址锁存地址锁存 译译 码码 器器三三态态输输出出锁锁存存器器UUDDDDUURR(+)(+)UURR(-)(-)DD77DD00DD66DD55DD44DD33DD22DD11ININ77ININ66ININ55ININ44ININ33ININ22ININ11ININ00 ALEALEEOCEOCSTARTSTARTCLOCKCLOCKEOUTEOUT第34页/共40页第三十五页，共40页。ADC 0809ADC 0809管脚分布图管脚分布图管脚分布图管脚分布图U URR(-)(-)BBDD44D D00D D22D D77D D66D D551 12 23 34 45 56 67 78 89 91010191918181717161615151414131312121111202025252424232322222121262627272828ININ22ININ11ININ00 GND GNDD D11 ALE ALEEOCEOC START STARTCLOCKCLOCKDD33 IN IN33 IN IN44 IN IN55 IN IN66 IN IN77EOUTEOUTA AC CU UR R(+)(+)U UDDDD第35页/共40页第三十六页，共40页。23.2.2 双积分双积分(jfn)型型A/D转转换器换器 双积分型双积分型A/DA/D转换器属于电压时间变换转换器属于电压时间变换(binhun)(binhun)的间接的间接A/DA/D转换器。转换器。基本原理是将一段时间内的输入模拟电压基本原理是将一段时间内的输入模拟电压(diny)Ui(diny)Ui 和参考电压和参考电压(diny)UR(diny)UR 通过两次积分，变换成与输入电压通过两次积分，变换成与输入电压(diny)(diny)平均值成正比的时间间隔平均值成正比的时间间隔,再变换成正比于输入模再变换成正比于输入模拟信号的数字量。拟信号的数字量。第36页/共40页第三十七页，共40页。S1RS2CuA积分器积分器CP_+n n位二进制位二进制计数器计数器&+AC _+Q0Q1Qn-1逻辑逻辑控制控制电路电路1K1JRDFFSRD-URuS1uCGd0d1dn-1uL+uiQ双积分双积分(jfn)型型A/D转换器的电路图转换器的电路图1.1.电路图电路图电路图电路图第37页/共40页第三十八页，共40页。A/D转换器的工作转换器的工作(gngzu)波形图波形图uAtttOOT1T2OtOuS1u1-URuCCP2n个个N个个定时定时定压定压ui小小ui大大 2.2.转换转换转换转换(zhunhun(zhunhun)原理原理原理原理(1)转换转换(zhunhun)开始前开始前 转换信号转换信号uC=0，各触发，各触发器清零器清零,并使并使S2闭合闭合,让积让积分电路的电容分电路的电容C完全放电。完全放电。使使uL=1，由控制电路将，由控制电路将，S2断开，并将断开，并将S1接到输入接到输入电压端，积分电路开始对电压端，积分电路开始对uI积分。积分输出积分。积分输出uA为负值，为负值，比较器输出比较器输出uC为为1，开通，开通CP控制门控制门G，计数器开始计，计数器开始计数。数。(2)对输入模拟电压的积分对输入模拟电压的积分第38页/共40页第三十九页，共40页。A/D转换器的工作转换器的工作(gngzu)波形图波形图uAtttOOT1T2OtOuS1u1-URuCCP2n个个N个个定时定时定压定压ui小小ui大大 2.2.转换转换转换转换(zhunhun)(zhunhun)原理原理原理原理 当计到当计到2n2n个脉冲时个脉冲时,计数计数器输出全器输出全0,0,同时输出一进同时输出一进位信号位信号,使使FFSFFS置置1 1。对对uIuI的的积分结束积分结束(jish)(jish)，积分时，积分时间间T1=2n TCP,TCPT1=2n TCP,TCP为为CPCP的周的周期，即一个脉冲的时间。期，即一个脉冲的时间。T1T1是一定的是一定的(定时定时)，不因，不因uIuI而而变。变。(2)对输入模拟电压的积分对输入模拟电压的积分 A/D转换器的工转换器的工作波形图如图所示。作波形图如图所示。第39页/共40页第四十页，共40页。