第十一章 模数(AD)和数模(DA)转换ppt课件.ppt

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1、第十一章模数(A/D)和数模(D/A)转换一、D/A转换器及特性◆D/A转换器是把数字量变换成模拟量的线性电路器件。1.D/A转换器的主要参数1）输入数字量大多D/A转换器的输入为二进制编码，少数是双极性二进制编码或BCD码。输入数据一般都是并行码，电平一般为TTL电平，少数可输入CMOS或PMOS数字量。2）输出模拟量大多D/A转换器的输出为电流，为将电流转换成输出电压，在DAC输出端加一个运算放大器和反馈电阻Rf构成I/V转换电路。图11-1I/V转换电路3）分辨率输入数据发生1LSB的变换时所对应的输出模拟量的变换8位D/A转换器，2n=256，分

2、辨率为1/256×FSR=0.39%FSR12位D/A转换器，2n=4096，分辨率为1/4096×FSR=0.0244%FSR由于分辨率与转换器位数对应关系固定，一般简单用位数来表示分辨率。如D/A转换器的分辨率可以是8、10、12、16等。FSR为D/A转身器的满量程，近似等于输入为满码时的输入电压值。常用百分数来表示分辨率。4）精度对于确定的数字量，DAC转换后的实际输出值和理想输出值之间的误差，即转换器的精度。常用误差与满量程输出电压或电流的百分比表示。例如：转换器的满量程为10伏，精度为0.02%，则输出电压的最大误差为10V×0.02%=20

3、mV。一般D/A转换器的误差不大于1/2LSB。绝对精度和相对精度绝对精度（简称精度）是指在整个刻度范围内，任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误差。绝对精度是由DAC的增益误差（当输入数码为全1时，实际输出值与理想输出值之差）、零点误差（数码输入为全０时，DAC的非零输出值）、非线性误差和噪声等引起的。LeastsignificantBit最低有效位LSB10位ADC的参考电压为5V，则ADC的1LSB对应的电压值为5000mV／1024 =5mV相对精度与绝对精度表示同一含义，用最大误差相对于满刻度的百分比表示。5）线性误差D

4、/A转换器的输入数据都是相邻差1的连续数字量，理想输出应是线性变化的模拟电压。通常用偏离理想转换特性的最大偏差和满量程之间的百分比来表示线性误差。一般要求线性误差不大于1/2LSB。6）建立时间也称稳定时间，用ts建立时间是指输入的数字量发生满刻度变化时，输出模拟信号达到满刻度值的±1/2LSB所需的时间。是描述D/A转换速率的一个动态指标。电流输出型DAC的建立时间短。电压输出型DAC的建立时间主要决定于运算放大器的响应时间。根据建立时间的长短，可以将DAC分成超高速（＜1μS)、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）

5、几档。应当注意，精度和分辨率具有一定的联系，但概念不同。DAC的位数多时，分辨率会提高，对应于影响精度的量化误差会减小。但其它误差（如温度漂移、线性不良等）的影响仍会使DAC的精度变差。5）精度对于确定的数字量，DAC转换后的实际输出值和理想输出值之间的误差，即转换器的精度。常用误差与满量程输出电压或电流的百分比表示。例如：转换器的满量程为10伏，精度为0.02%，则输出电压的最大误差为10V×0.02%=20mV。一般D/A转换器的误差不大于1/2LSB。2）转换时间数字量输入到完成转换，输出达到最终值并稳定为止所需的时间；在几ns~几百μs之间。3

6、）精度D/A转换器实际输出电压与理论值之间的误差；用±1/2LSB表示。4）线性度当数字量变化时，D/A转换器输出的模拟量按比例关系变化的程度。2.D/A转换器的输入输出特性1）输入缓冲能力2）输入数据的宽度3）电流型还是电压型4）输入码制对单极性，有二进制码或BCD码；对双极性，有偏移二进制码或补码。二、D/A转换器1.8位D/A转换器DAC0830/0831/08321）特点采用双缓冲、单缓冲或直接数字输入；8位的分辨率；功耗低，只需200mW；采用+5~+15V单电源；满足TTL电压电平规范的逻辑输入；具有8、9或10位线性度。8位

7、输入锁存器8位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2IOUT1RFBD7D0ILECSWR1WR2XFERAGNDDGNDVCCLE1LE2图9.1DAC0830内部结构2）内部结构1234567891020191817161514131211DAC0830DAC0831DAC0832CSWR1AGNDD3D2D1(LSB)D0VREFRFBDGNDVCCILEWR2XFERD4D5D6D7(MSB)IOUT2IOUT1图9.2DAC0830/0831/0832引脚图3）引脚功能4）DAC0832工作方式a.直通方式●ILE接+5V，CS、WR1

8、、WR2、XFER都接地，一旦有数据输入就立即进行D/A转换。b.单缓冲方式只进