模电24(AD和DA转换器)案例分析.ppt

10.1 数/模转换器 10.1.1 倒T形电阻网络D/A转换器 2、工作原理： (3)反相比例放大器的输出： 1. 分析： 10.1.3 D/A转换器的输出方式 3.转换速率： 10.2 模数转换器 A→取样保持→量化编码→D 2、A/D转换器的分类： 并行A/D 2、A/D转换器的分类： (4) 第二步：控制逻辑将寄存器次高位置1 Dn-2=1, D=*100..0 . . 第n步：D0=1 （2）间接A/D转换器： （2）间接A/D转换器： 0: 0 ≤ vi /Δ 0.5 1: 0.5 ≤ vi /Δ 1.5 2: 1.5 ≤ vi /Δ 2.5 3: 2.5 ≤ vi /Δ 3.5 4: 3.5 ≤ vi /Δ 4.5 5: 4.5 ≤ vi /Δ 5.5 6: 5.5 ≤ vi /Δ 6.5 7: 6.5 ≤ vi /Δ ≤ 7.5 vmax /Δ=7.5 Δ= vmax / 7.5 = 2/15V 当要转换成n位二进制数时， Δ= vmax / (2n-1+0.5) = vmax / (2n-0.5) （1）直接A/D转换器：将输入的模拟电压直接（不需要中间变量）转换为数字量。 ①并行比较型:由电压比较器、寄存器、编码器构成，可以不附加取样-保持电路。 特点：转换速度快，但随着输出代码数位的增加，电路规模急剧膨胀。 1．3位并行A/D转换器组成 (1)分压器 (2)比较器 (3)寄存器 (4)编码器 2．工作原理 优先级别：I7最高。 . . . vI vC1 Q1 vC2 Q2 vC7 Q7 ... ... 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 . . . ... ... … ... D2 D1 D0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 . . . 这种A/D 变换器的优点是转换速度快，缺点 是所需比较器数目多，位数越多矛盾越突出。 图8.3.3 并行ADC原理框图 - + C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 R R R R R R R R/2 V REF v 1 REF V 15 13 REF V 15 11 REF V 15 9 REF V 15 7 REF V 15 5 REF V 15 3 REF V 15 1 CP 寄存器 优 先 编 码 电 路 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 D 2 D 1 D 0 - + - + - + - + - + - + （1）直接A/D转换器：将输入的模拟电压直接（不需要中间变量）转换为数字量。 ②反馈比较型：由D/A转换器、电压比较器、寄存器等构成，其思路是: 取一个数字量加到D/A转换器上，得到一个对应的模拟输出电压，将其与待转换的模拟电压相比较，若两者不等，则调整所取的数字量，直到两个模拟电压相等为止，此时所取的数字量即为转换结果。 常用、典型电路为逐次比较型A/D转换器： 由D/A转换器、电压比较器、寄存器、时钟脉冲源、控制逻辑等5部分构成。 特点：转换速度较慢，数位较多时，电路规模比并行比较型小得多——是目前集成A/D转换器中应用最多的一种。 逐次比较型 其工作原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共重15克，每个重量分别为8、4、2、1克。设待秤重量Wx = 13克，可以用下表步骤来秤量： 砝码重 第一次 第二次 第三次 第四次 加4克 加2克 加1克 8 克 砝码总重 待测重量Wx ，故保留 砝码总重仍 待测重量Wx ，故保留 砝码总重 待测重量Wx ，故撤除 砝码总重 ＝ 待测重量Wx ，故保留 暂时结果 8 克 12 克 12 克 13 克 结 论 2．工作原理 (1) 转换前: 寄存器清零 D=0，v’REF= 0 (2) 转换信号到来 (3) 第一步： 控制逻辑将寄存器 最高位置1， Dn-1=1，D＝100…0 经D/A控制 v’REF=VREF / 2 与vI比较： ’ 若v’REF ≤ vI 1．逐次比较A/D组成框图 若v’REF vI ’ 若v’REF ≤ vI 若最高位已存0，则此时v’REF=1/4 vREF 若v’REF vI 若最高位已存1，则此时v’REF=3/4