《数字电子技术基础》(第五版)教学ppt课件第十一章数-模(DA)和模-数(AD)转换.pptxVIP

《数字电子技术基础》 (第五版) 教学课件 《数字电子技术基础》第五版 第十一章 数-模 (D/A) 和模-数 (A/D) 转换 《数字电子技术基础》第五版 《数字电子技术基础》第五版 微型计算机 执行机构 一、用途及要求 放大器 ！精度 ！速度 传感器 A/D 转换 D/A 转换 11.1 概述 电加热炉 热电偶 控制 对象 温 度 时间 《数字电子技术基础》第五版 三、分类 A(电压 或 电流) ？ 《数字电子技术基础》第五版 D/A D/A转换器 111101… 11.2 D 《数字电子技术基础》 第五版 11.2.1 权电阻网络D/A转换器 一、 电路结构和工作原理 《数字电子技术基础》第五版 《数字电子技术基础》第五版 • 优缺点： • 1 . 优点：简单 • 2 . 缺点：电阻值 相差大，难于保 证精度，且大电 阻不宜于集成在 IC内部 《数字电子技术基础》第五版 希望用较少类型的电阻，仍然 能得到一系列权电流 11.2.2 倒T形电阻网络DAC 《数字电子技术基础》第五版 R R R R 《数字电子技术基础》第五版 《数字电子技术基础》第五版 《数字电子技术基础》第五版 补码输入 对应的 十进制 要求的 输出 D2 D0 D1 0 1 1 +3 +3V 0 1 0 +2 +2V 0 0 1 +1 +1V 0 0 0 0 0V 1 1 1 -1 -1V 1 1 0 -2 -2V 1 0 1 -3 -3V 1 0 0 -4 -4V 希望输出的模拟电压也对应为±。 一、原理 例：输入为3位二进制补码。最高位为符号位，正数为0， 《数字电子技术基础》第五版 11.2.6 具有双极性输出的DAC 当输入数字量有±极性时， 负数为1 补码输入 对应的 十进制 要求的 输出 D2 D1 D0 0 1 1 +3 +3V 0 1 0 +2 +2V 0 0 1 +1 +1V 0 0 0 0 0V 1 1 1 -1 -1V 1 1 0 -2 -2V 1 0 1 -3 -3V 1 0 0 -4 -4V *将符号位反相后接至高位输入 *将输出偏移使输入为100时，输出为 对应的 输出 +7V +6V +5V +4V +3V +2V +1V 0V D2 D0 1 1 1 1 0 0 0 0 偏移后 的输出 +3V +2V +1V 0V -1V -2V -3V -4V 《数字电子技术基础》第五版 D1 1 1 0 0 1 1 0 0 D/A 1 0 1 0 1 0 1 0 原码输入 0 *将符号位反相后接至高位输入 *将输出偏移使输入为100时，输出为0 《数字电子技术基础》第五版 二、电路实现 一、转换精度 1. 分辨率 (理论精度) • 用输入数字量的二进制数码位数给出 • n位DAC,应能输出0 ~ 2n-1个不同的等级电压，区分出输 入的00···0到11···1， 2n-1个不同状态 2. 转换误差 (实际精度) • 用最低有效位的倍数来表示 • 有时也用绝对误差与输出电压满刻度的百分数来表示 《数字电子技术基础》第五版 11.2.7 DAC的转换精度与速度 《数字电子技术基础》第五版 二、误差分析 《数字电子技术基础》第五版 《数字电子技术基础》第五版 《数字电子技术基础》第五版 ？ 输入连续变化电压，输出为不连 续的数字量 11.3 A/D转换器 11.3.1 A/D转换的基本原理 《数字电子技术基础》第五版 A(电压 或 电流 ) A/D 111101… D 二、量化和编码 1. 量化：将采样电压表示为最小数量单位 ( Δ) 的整数倍 2. 编码：将量化的结果用代码表示出来 (二进制，二-十进制) 3. 量化误差：当采样电压不能被Δ整除时，将引入量化误差 《数字电子技术基础》第五版 《数字电子技术基础》第五版 11.3.2 抽样保持电路 《数字电子技术基础》第五版 11.3.3 并联比较型A/D转换器 量化 《数字电子技术基础》第五版 并联比较型 《数字电子技术基础》第五版 111 110 101 100 011 010 001 000 输入一量化 一编码 2、特点 *快，CLK触发信号到达到输 出稳定建立只需几十纳秒 *精度，受参考电压、分压网 络等因素影响 *有存储器，不需要S/H电路 *电路规模，n位需要2n-1比 较器，触发器