模拟信号和数字信号的转换.ppt
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1、第九章 模拟量和数字量的转换第一节 数模转换器第二节 模数转换器 模数与数模转换器是计算机与外部设备的重模数与数模转换器是计算机与外部设备的重要接口要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要部件。也是数字测量和数字控制系统的重要部件。将模拟量转换为数字量的装置称为模将模拟量转换为数字量的装置称为模数转换器数转换器(简称简称A/DA/D转换器或转换器或ADCADC);传感器传感器模拟控制模拟控制模模拟拟信信号号数字计算机数字计算机 数字控制数字控制 数数字字信信号号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模转换器模转换器(简称简称D/AD/A转换器
2、或转换器或DACDAC)第九章 模拟量和数字量的转换第一节 数模转换器一、一、R-2RR-2R梯形电阻网络梯形电阻网络D/AD/A转换器转换器 由AA、BB、CC、DD 各点向右看的等效电阻都为R11、R-2RR-2R梯形电阻网络梯形电阻网络电流:uo2RA B D+URS2 S3S1S02R 2R 2R2RR3 R2R1R0+-ARFd3d2d1d00R R RI3I1I0I01C1 1 0I2IR当二进制代码为1时,开关合到运算放大器输入一侧,该支路电流成为运放输入电流 的一部分;当二进制代码为0时,开关合到接地的一侧。22、R-2RR-2R梯形电阻网络梯形电阻网络D/AD/A转换电路转换
3、电路uo2RA B D+URS2 S3S1S02R 2R 2R2RR3 R2R1R0+-ARFd3d2d1d00R R RI3I1I0I01C1 1 0I2IR例1:已知R-2R梯形网络DA转换器中R=RF=20kUR=10V,试分别求出4位和8位DA转换器的输出最小电压、最大电压。解:4位DA转换器d3d00001时输出最小电压U0min;d3d01111时输出最大电压U0max。同理8位DA转换器在UR和RF相同条件下,DA转换器位数越多,输出最小电压越小,输出最大电压越大。二、D/A转换器的主要参数 指最小输出电压和最大输出电压之比。指最小输出电压和最大输出电压之比。1.分辨率 2.2.
4、转换误差(转换精度)3.3.输出电压输出电压(电流电流)的建立时间的建立时间例例:十位十位D/AD/A转换器转换器 的分辨率为的分辨率为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。转换误差是指输出模拟电压的实际值与理论值之差,即最大静态转换误差。转换误差常用输出满刻度FSR的百分数表示,也有用最低有效位的倍数来表示。输入由全0变为全1或由全1变为全0起,到输出稳定电压(电流)所需的时间。1.无锁存无放大器 三、集成D/A转换器按其组成结构(即功能模块),集成DA转换器可分为以下三种类型:完整的集成DA转换器包括4个功能模块:输入数据寄存器、DA转换网络、
5、模拟输出放大器 及参考电压源。早期的产品只包含D/A转换网络,如AD7520,其电路和图9-2相似,但运算放大器是外接的。2.2.有锁存无放大器有锁存无放大器具有数字输入寄存器,使用时需外接运算放大器。如:DAC0832DAC 0832 简化电路框图八位寄存器输入八位寄存器DAC八位转换器UREFRFIout1Iout2AGNDUCCDGND&ILECSWR1WR2XFERD/AD7D0.11DAC0832结构图片选信号,低电平有效写入控制,低电平有效模拟地端D0 D7数字量输入参考电压输入端DACDAC 0832 0832 管脚分布图管脚分布图CS CSWR WR11WR WR22 AGND
6、 AGNDD D44D D55D D66D D77D D00D D11D D22D D33U UCCCCU UREFREFR RFFDGND DGNDILE ILEXFER XFERIIout1out1I Iout2out21 12 23 34 45 56 67 78 89 910 1019 1918 1817 1716 1615 1514 1413 1312 1211 1120 20数字地端反馈电阻外接端CS CSWR WR1 1WR WR2 2AGND AGNDD D4 4D D5 5D D6 6D D7 7D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3U UCC CCU UREF RE
7、FR RF FDGND DGNDILE ILEXFER XFERI Iout1 out1I Iout2 out21 12 23 34 45 56 67 78 89 910 1019 1918 1817 1716 1615 1514 1413 1312 1211 1120 20DACDAC 0832 0832 管脚分布图管脚分布图输入锁存允许信号,高电平有效芯片工作电压 输入端 写入控制端低电平有效,与 配合使用XFERCS CSWR WR1 1WR WR2 2AGND AGNDD D4 4D D5 5D D6 6D D7 7D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3U UCC CCU U
8、REF REFR RF FDGND DGNDILE ILEXFER XFERI Iout1 out1I Iout2 out21 12 23 34 45 56 67 78 89 910 1019 1918 1817 1716 1615 1514 1413 1312 1211 1120 20DACDAC 0832 0832 管脚分布图管脚分布图电流输出端单极性输出时。Iout2接模拟地 传送控制端低电平有效,与WR2配合使用CS CSWR WR1 1WR WR2 2AGND AGNDD D4 4D D5 5D D6 6D D7 7D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3U UCC CCU
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