第九章数模与模数转换电路优秀PPT.ppt
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1、第九章第九章 数模与模数转换电路数模与模数转换电路第一页,本课件共有26页n我们把模拟量转换为数字量的过程称为我们把模拟量转换为数字量的过程称为模拟模拟数字转数字转换换,把完成这种转换的装置称为,把完成这种转换的装置称为模拟模拟数字转换器数字转换器(Analog to Digital Converter)(Analog to Digital Converter),简称为,简称为模数模数转换器转换器或或ADCADC。n把数字量转换为模拟量的过程称为把数字量转换为模拟量的过程称为数字数字模拟转换模拟转换,把完成这种转换的装置称为把完成这种转换的装置称为数字数字模拟转换器模拟转换器(Digital
2、to Analog Converter)(Digital to Analog Converter),简称,简称为数模转为数模转换器换器或或DACDAC。第二页,本课件共有26页10.1 D/A转换器转换器一一 D/A转换器的基本原理转换器的基本原理 对于有权码,先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量,对于有权码,先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量,然后将这些模拟量相加,即可得到与数字量成正比的总模拟量,从然后将这些模拟量相加,即可得到与数字量成正比的总模拟量,从而实现了数字而实现了数字/模拟转换。模拟转换。第三页,本课件共有26页二二 倒倒T形电阻网络形电阻网络D/A转换器(转换器
3、(4位)位)图中图中S0S3为模拟开关,由输入数码为模拟开关,由输入数码Di控制,控制,第四页,本课件共有26页可算出,基准电流可算出,基准电流 I=VREF/R,第五页,本课件共有26页第六页,本课件共有26页将输入数字量扩展到将输入数字量扩展到n位,则有:位,则有:可简写为:可简写为:vO=KNB 其中:其中:K=第七页,本课件共有26页三三 权电流型权电流型D/A转换器转换器为进一步提高为进一步提高D/A转换器的转换精度,可采用权电流型转换器的转换精度,可采用权电流型D/A转换器。转换器。第八页,本课件共有26页采用具有电流负反馈的采用具有电流负反馈的BJT恒流源电路的权电流恒流源电路的
4、权电流D/A转换器:转换器:第九页,本课件共有26页由倒由倒T形电阻网络分析可知,形电阻网络分析可知,IE3=I/2,IE2=I/4,IE1=I/8,IE0=I/16,于是可得输出电压为于是可得输出电压为可推得可推得n位倒位倒T形权电流形权电流D/A转换器的输出电压:转换器的输出电压:基准电流:基准电流:第十页,本课件共有26页四四 D/A转换器应用举例转换器应用举例DAC0808是是8位权电流型位权电流型D/A转换器,其中转换器,其中D0D7是数字量输入端。是数字量输入端。用用这这类类器器件件构构成成的的D/A转转换换器器时时,需需要要外外接接运运算算放放大大器器和和产产生生基基准准电电流流
5、用用的的电电阻阻R1。当当VREF=10V、R1=5k、Rf=5k时,时,输出电压为:输出电压为:第十一页,本课件共有26页DAC0808 D/A转换器输出与输入的关系转换器输出与输入的关系(设设VREF=10V)第十二页,本课件共有26页1.转换精度转换精度 五五 D/A转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标(2)转换误差)转换误差此此外外,也也可可用用D/A转转换换器器的的最最小小输输出出电电压压与与最最大大输输出出电电压压之之比比来来表表示示分分辨辨率率,N位位D/A转换器的分辨率可表示为转换器的分辨率可表示为 1/(2n-1)。)。2.转换速度转换速度3.温温度度系系数数在在输输入入
6、不不变变的的情情况况下下,输输出出模模拟拟电电压压随随温温度度变变化化产产生生的的变变化化量量。一一般般用用满刻度输出条件下温度每升高满刻度输出条件下温度每升高1,输出电压变化的百分数作为温度系数。,输出电压变化的百分数作为温度系数。(2)转换速率()转换速率(SR)在大信号工作状态下模拟电压的变化率。在大信号工作状态下模拟电压的变化率。(1)分辨率)分辨率D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。输输入入数数字字量量位位数数越越多多,分分辨辨率率越越高高。所所以以,在在实实际际应应用用中中,常常用用字字量量的的位位数数表表示示D/A转转换换器的分辨率。
7、器的分辨率。(1)建建立立时时间间(tset)当当输输入入的的数数字字量量发发生生变变化化时时,输输出出电电压压变变化化到到相相应应稳稳定定电电压压值值所所需需时时间间。最短可达最短可达0.1S。第十三页,本课件共有26页9.2 A/D9.2 A/D转换器转换器一一A/D转换的一般步骤和取样定理转换的一般步骤和取样定理由由于于输输入入的的模模拟拟信信号号在在时时间间上上是是连连续续量量,所所以以一一般般的的A/D转转换换过过程程为为:取取样样、保保持持、量化和编码。量化和编码。第十四页,本课件共有26页 取样定理:取样定理:因因为为每每次次把把取取样样电电压压转转换换为为相相应应的的数数字字量
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