第--章数模和模数转换器优秀文档.ppt
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概述一、数模和模数转换的概念和作用模拟量二、数模和模数转换器应用举例一、数模转换的基本原理S0I模拟开关Si受相应数字位Di控制。当Di=1时,开关合向“1”侧,相应支路电流Ii输出;Di=0时,开关合向“0”侧,Ii流入地而不能输出。三、常用DAC的类型和主要参数(二)主要参数要获得较高精度的D/A转换结果,除了正确选用DAC的位数外,还要选用低漂移高精度的求和运算放大器。对信号进行量化会引起误差吗?量化误差大小与ADC的位数、当Di=1时,开关合向“1”侧,相应支路电流Ii输出;指D/A转换器模拟输出所能产生的最小电压变化量与满刻度输出电压之比。一、数模转换的基本原理△是DAC能输出的最小电压值,称为DAC的单位量化电压,它等于D最低位(LSB)为1、其余各位均为0时的模拟输出电压(用ULSB表示)。A/D转换是将输入的模拟电压转换为与之成正比的数字量。n位二进制数输出D=Dn-1Dn-2D1D0中最高频率的两倍时,采样信号可以相对精度(又称转换误差)[例]右图为集成DAC简介可见,支路电流值Ii正好代表了二进制数位Di的权值2i。2.8位CMOS集成D/A转换器CDA7524简介[例]右图为CDA7524的单极性输出应用电路。图中电位器R1用于调整运放增益,电容C用以消除运放的自激。已知ULSB=VREF/256,试求满度输出电压及满度输出时所需的输入信号。一、A/D转换的基本原理和一般步骤采样:把时间连续变化的信号变换为时间离散的信号。保持:保持采样信号,使有充分时间转换为数字信号。量化:把采样保持电路的输出信号用单位量化电压的整数倍表示。编码:把量化的结果用二进制代码表示。采样信号是否会丢失原信号的信息呢?划分量化电平的两种方法VREFVREF常用集成DAC有两类:一类内部仅含有电阻网络和电子模拟开关两部分,常用于一般的电子电路。最大量化误差=/2=(1/15)V故无论开关打向哪一侧,倒T型电阻网络均可等效为下图:另一类内部除含有电阻网络和电子模拟开关外,还带有数据锁存器,并具有片选控制和数据输入控制端,便于和微处理器进行连接,多用于微机控制系统中。LSB—LeastSignificantBit基准电压输入端VREF可正可负相对精度(又称转换误差)MSB表示最高位,LSB表示最低位。要获得较高精度的D/A转换结果,除了正确选用DAC的位数外,还要选用低漂移高精度的求和运算放大器。n位二进制数输出D=Dn-1Dn-2D1D0对信号进行量化会引起误差吗?和权电流网络DAC。量化:把采样保持电路的输出信号用单位量化电压的整数倍表示。逐次逼近型也属于直接转换型,其速度较快、精度较高、价格适中,因而被广泛采用。5=10/15V例如,一个10位的DAC,分辨率为0.不失真地恢复为原模拟信号。VREFVREFVREFVREFVREF三、常用ADC的类型和主要参数2D/A转换器Di=0时,开关合向“0”侧,Ii流入地而不能输出。例如,一个10位的DAC,分辨率为0.其中,并联比较型ADC转换速度最快,但3A/D转换器之间的最大误差不超过1/2LSB。iΣ=D3I3+D2I2+D1I1+D0I0=(D323+D222+D121+D020)I0=DI0这样才能不失真地恢复出原模拟信号。另一类内部除含有电阻网络和电子模拟开关外,还带有数据锁存器,并具有片选控制和数据输入控制端,便于和微处理器进行连接,多用于微机控制系统中。采样:把时间连续变化的信号变换为时间离散的信号。在对模拟信号采样时,必须满足采样定理:采样脉冲的频率fS必须大于输入模拟信号最高频率分量的2倍。8位CMOS集成D/A转换器CDA7524简介Analog-DigitalConverter,简称A/D转换器或ADC。它是一个综合指标,不仅与DAC中元件参数的精度有关,而且与环境温度、求和运算放大器的温度漂移以及转换器的位数有关。最大量化误差==(1/8)Vn位二进制数输出D=Dn-1Dn-2D1D03.转换时间A/D转换是将输入的模拟电压转换为与之成正比的数字量。常用ADC主要有并联比较型、双积分型和逐次逼近型。其中,并联比较型ADC属于直接转换型,其转换速度最快,但价格贵;双积分型ADC属于间接转换型,其速度慢,但精度高、抗干扰能力强;逐次逼近型也属于直接转换型,其速度较快、精度较高、价格适中,因而被广泛采用。A/D转换要经过采样-保持和量化与编码两步实现。采样-保持电路对输入模拟信号抽取样值,并展宽(保持);量化是对样值脉冲进行分级,编码是将分级后的信号转换成二进制代码。在对模拟信号采样时,必须满足采样定理:采样脉冲的频率fS必须大于输入模拟