数电9模数与数模转换电路

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1、概述D/A(AnalogtoDigital)转换器A/D(DigitaltoAnalog)转换器9数模与模数转换电路1概述能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC；能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。ADC和DAC是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。模拟传感器A/D转换器数字控制计算机D/A转换器模拟控制器工业生产过程控制对象传感器(温度、压力、流量、应力等）计算机进行数字处理（如计算、滤波）、数据保存等用模拟量作为控制信号AD

2、C和DAC已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。2D/A转换2.1D/A转换器概述2.2倒T形电阻网络D/A转换器2.3权电流型D/A转换器2.4D/A转换器的输出方式2.5D/A转换器的主要技术指标2.6集成D/A转换器及其应用2.1D/A转换器概述1、DAC的功能:将数字量成正比地转换与之对应成模拟量。数字量是用代码按数位组合而成的，对于有权码，每位代码都有一定的权值，如能将每一位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的模拟量，这样，就可以实现数字量--模拟量的转换

3、。2.实现D/A转换的基本思想D/A转换器的转换特性是指其输出模拟量和输入数字量之间的转换关系。理想的D/A转换器的转换特性:输出模拟电压uo=Ku×D或输出模拟电流io=Ki×D。如果输入为n位二进制数dn-1dn-2…d1d0，则输出模拟电压为：3.转换特性4.D/A转换器的组成:电阻网络模拟电子开关求和运算放大器2.2倒T形电阻网络D/A转换器Di=0,Si则将电阻2R接地Di=1,Si接运算放大器反相端，电流Ii流入求和电路电阻网络模拟电子开关求和运算放大器输出模拟电压输入4位二进制数根据运放线性运用时

4、虚地的概念可知，无论模拟开关Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻将接“地”或虚地。D/A转换器的倒T形电阻网络原理分析基准电源VREF提供的总电流为：I=？流过各开关支路的电流：I3=？I2=？I1=？I0=？I/4I/8I/16RRRRI/2I/4I/8I/16I/2I3I2I1I0流入每个2R电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。II2I1I0I3流入运放的总电流：i＝I0+I1+I2+I34位倒T形电阻网络DAC的输出模拟电压：推广到n位倒T形电阻网络DAC,有：令：则O=–KNB上式表明，在电路

5、中输入的每一个二进制数NB，均能得到与之成正比的模拟电压输出。为提高D/A转换器的精度，对电路参数的要求：(1)基准电压稳定性好；(2)倒T形电阻网络中R和2R电阻比值的精度要高；(3)每个模拟开关的开关电压降要相等为进一步提高D/A转换器的精度，可采用权电流型D/A转换器。2.3权电流型D/A转换器Di=1时，开关Si接运放的反相端;Di=0时，开关Si接地。在恒流源电路中，各支路权电流的大小均不受其他因素的影响，提高了转换精度。采用恒流源电路后对提高转换精度有什么好处？2.4D/A转换器的输出方式1.单极性

6、输出方式倒T形电阻网络D/A转换器单极性电压输出的电路反相输出同相输出D7D6D5D4D3D2D1D0模拟量111111111000000110000000011111110000000100000000表18位D/A转换器在单极性输出时的输入/输出关系……NB’2.双极性输出方式2的补码偏移二进制码十进制数2的补码偏移二进制码模拟量D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0O/VLSB12701111111111111111271260111111011111110126…－11111

7、111101111111－1…－1271000000100000001－127－1281000000000000000－128表28位D/A转换器在双极性输出时的输入/输出关系1.转换精度：通常用分辨率和转换误差来描述。分辨率：其定义为D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。实际应用中往往用输入数字量的位数表示D/A转换器的分辨率。分辨率也可以用能分辨的最小输出电压与最大输出电压之比给出。n位D/A转换器的分辨率可表示为2.5D/A转换器的主要技术指标2.转换误差：转换误差是指D/A转换器实际精度与理论上可

8、达到的精度之间存在误差。产生原因：由于D/A转换器中各元件参数值存在误差，如基准电压不够稳定或运算放大器的零漂等各种因素的影响。几种转换误差：有如比例系数误差、失调误差等比例系数误差：是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线斜率的偏差。失调误差：由运算放大器的零点漂移引起，其大小与输入数字量无关，该误差使输出电压的转移特性曲线发生平移。三位D/A转换器的失调误差如图所示。2.6集成D/