(第十七讲) 第9章 D-A转换器和A-D转换器(2).ppt
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1、第 十七 讲1第第9章章 D/AD/A转换器和转换器和A/DA/D转换器转换器内容提要及重点内容提要及重点(1 1)D/AD/A转换器转换器 DACDAC的工作原理,性能指标,集成的工作原理,性能指标,集成DACDAC及其应用。及其应用。(2 2)A/DA/D转换器转换器 DAC DAC的工作原理,性能指标,集成的工作原理,性能指标,集成ADCADC及其应用。及其应用。重点重点 D/AD/A、A/DA/D转转换换器器工工作作原原理理,集集成成D/AD/A、A/DA/D转转换器的应用换器的应用 。29.3 A/D转换器主要内容主要内容A/D转换的转换的4个步骤个步骤A/D转换器的种类转换器的种类
2、A/D转换器的转换器的3个主要技术参数个主要技术参数A/D转换器的数字输出与模拟输入之间的关系转换器的数字输出与模拟输入之间的关系集成集成ADC0809及应用及应用39.3.1 A/D转换的一般步骤 A/D转换步骤为:转换步骤为:采样、保持、量化和编码。采样、保持、量化和编码。CPSSADC采样保持电路ADC的量化编码电路.DDDn-110vI(t)vI(t)输入模拟电压采样展宽信号数字量输出(n位)采样定理:采样定理:式中式中fS为取样频率,为取样频率,fimax为输入信号为输入信号vI的最高频率分量的频率。的最高频率分量的频率。41、采样与保持、采样与保持P243 图9-10 图中采样时间
3、非常短。采样和保持波形示意图51、采样与保持(续)采样采样过程过程6采样保持电路采样保持电路(a)取样保持电路原理图;(b)输出波形图 72量化编码 如同用天平称物体质量,一般把上述采样如同用天平称物体质量,一般把上述采样保持后的值以某个保持后的值以某个“最小数量单位最小数量单位”的整数倍的整数倍来表示,这一过程称为来表示,这一过程称为量化量化。规定的最小数量。规定的最小数量单位称为单位称为量化单位量化单位或或量化间隔量化间隔,用,用“”表示表示。量化的方法一般有两种:四舍五入法和舍量化的方法一般有两种:四舍五入法和舍去小数法。去小数法。(1)四舍五入法:把)四舍五入法:把/2的电压作为的电压
4、作为“0”处理,把处理,把/2而而3/2的电压作为的电压作为“1”处理;处理;(2)舍去小数法:把)舍去小数法:把的电压作为的电压作为“0”处理,把处理,把而而2的电压作为的电压作为“1”处理。处理。82、量化与编码、量化与编码(续续)(1)量化单位)量化单位V最大误差:最大误差:(2)量化单位)量化单位V最大误差:最大误差:/29 采用不同量化方式其结果存在差异,而且上述量采用不同量化方式其结果存在差异,而且上述量化结果与采样值之间存在误差,这种误差称为化结果与采样值之间存在误差,这种误差称为量化误量化误差。差。把上述量化结果用代码表示,称为把上述量化结果用代码表示,称为编码。编码。103
5、A/D转换器的种类(1)A/D转换器的种类 A/D转换器按照工作原理的不同可分为直接A/D转换器和间接A/D转换器。直接A/D转换器是将输入模拟电压直接转换成数字量,间接A/D转换器是先将输入模拟电压转换成中间量,如时间或频率,然后将这些中间量转换成数字量。常用的直接A/D转换器有并联比较型A/D转换器和逐次比较型A/D转换器。常用的间接A/D转换器有中间量为时间的双积分型A/D转换器,中间量为频率的电压频率转换型A/D转换器。11(2)常用)常用A/D转换器的性能比较转换器的性能比较转换速度最高的是:并联比较型转换速度最高的是:并联比较型ADC;转换速度最低的是:双积分型转换速度最低的是:双
6、积分型ADC;转换精度最高的是:双积分型转换精度最高的是:双积分型ADC;转换精度最低的是:并联比较型转换精度最低的是:并联比较型ADC;转换速度和转换精度均较高的是:逐次比较型转换速度和转换精度均较高的是:逐次比较型ADC 129.3.2 并行比较型ADC1.电路 CCCCCCC4CCCCO4CCCRRRRRRRR/2VREFVREFREFVVREFVREF15151515131131DQQC11D1D码码QD(MSB)编编1DQ先先2QQQ1D1D优优C1器器C11D01D(LSB)C11C1C1C1DICPv电压比较器电压比较器寄存器寄存器代码转换器代码转换器O7O1O2O6O5O317
7、62531234567IIIIIII765432113提示:提示:优先编码器优先编码器为输入高电为输入高电平有效。平有效。2.工作原理143、特点、特点4、提高分辨率的措施、提高分辨率的措施 (1)速度快;)速度快;(2)分辨率不高。)分辨率不高。原理:第一次原理:第一次ADC为粗转换,第二次为粗转换,第二次ADC为细转换。为细转换。Vi放大放大32倍倍后再转换,输出二进制数的位权是第一次转换对应位权的后再转换,输出二进制数的位权是第一次转换对应位权的1/32。159.2.3 逐次比较型A/D转换器引言 计数式计数式A/D转换器转换器 169.3.3 逐次比较型A/D转换器1、转换原理(1)电
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