ch10 数模与模数转换

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1、9.1概述9.2D/A转换器9.3A/D转换器第九章数-模和模-数转换1P38810.1概述将模拟量转换成相应的数字量；将数字量转换成相应的模拟量。实现A/D转换的电路;实现D/A转换的电路。模/数转换：数/模转换：A/D转换器(ADC－AnalogDigitalConverter):D/A转换器(DAC－DigitalAnalogConverter)：典型应用：计算机自动控制系统。2A/D转换器、D/A转换器的应用放大器传感器(温度、压力、流量、应力等）采样/保持器ADC计算机显示器DAC示波器打印机计算机进行各种数字处理（如滤波、计算）、数据保存、打印等显示器显示字符、曲线、图形、图象

2、等。310.2D/A转换D/A转换器的方框图:n位数字量输入数码寄存器n位模拟开关解码网络求和电路基准电压模拟量输出基本思想：将数字量的每一位代码按权的大小转换成相应的模拟量，再将各模拟量相加，即得到相应的模拟量输出。4d0d1d2d3四位DAC+Vo－VREF输入数字量输出电压参考电压（基准电压）原理图5D/A转换器按解码网络结构不同分为:在速度要求不高的情况可选CMOS开关D/A转换器；如果要求较高的转换速度则应选用双极型电流开关D/A转换器。权电阻网络D/A转换器、T形电阻网络D/A转换器、倒T形电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器等。D/A转换器按模拟电子开关电路不同分为

3、：CMOS开关型和双极型开关D/A转换器。610.2.2权电阻网络D/A转换器VREF+-uoD3D2D1D0I0I1I2I323R22R21R20RIR/2(MSB)(LSB)S0S1S2S3D3D2D1D0S0S1S2S3所谓“权电阻”，是指电阻值的大小，与有关数字量的权密切相关。(LSB)(MSB)最低位最高位7VREF+-uoD3D2D1D0I0I1I2I323R22R21R20RIR/2(MSB)(LSB)S0S1S2S3D3D2D1D0S0S1S2S3电子开关：Dn=1时，Sn接VREF；Dn=0时，Sn接地端。8VREF+-uoD3D2D1D0I0I1I2I323R22R21

4、R20RIR/2(MSB)(LSB)23R22R21R20RVREFI1=2I0I2=4I0I3=8I0当D3D2D1D0=1111时：S0S1S2S3D3D2D1D0I=I0+I1+I2+I3I0=VREF23R参考电压I=VREF23R(D323+D222+D121+D020)9VREF+-uoD3D2D1D0I0I1I2I323R22R21R20RIR/2(MSB)(LSB)uo=-IR/2VREF24=-(8D3+4D2+2D1+D0)=-KNBD/A电路输出模拟电压UO与输入的数字量D3D2D1D0成正比！10VREFRRR2R2R2R2R++-AvoS2S3S1S0RFI2Ri

5、∑D0D1D2D3P39410.2.3倒T形电阻网络D/A转换器电阻网络S0~S3:模拟电子开关求和运算放大器I1I2I3I0Di=0,Si接地；Di=1,Si接运放的反相端。112R2R2R2R+VREF2RRRRABCDI0I1I2I3II=VREFRI3=VREF2RI2=VREF4RI1=VREF8RI0=VREF16R无论模拟电子开关Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻都将接“地”，因此电阻网络可以等效为：12I∑=I3+I2+I1+I0VREF2R=D3VREF16RD0VREF8RD1VREF4RD2+++=VREF16R(8D3+4D2+2D1+1D0)I=VREFRVR

6、EFRRR2R2R2R2R+-AvoS2S3S1S0RFI2Ri∑D0D1D2D3I/2I/4I/8I/16I/1613=VREFRF16R(8D3+4D2+2D1+1D0)vo-VREFRRR2R2R2R2R+-AvoS2S3S1S0RFI2Ri∑D0D1D2D3I/2I/4I/8I/16I/16vo=-I∑RFD/A电路输出模拟电压VO与输入的数字量D3D2D1D0成正比！14倒T形电阻网络单片集成D/A转换器CB7520（AD7520）图10.8CB7520（AD7520）的电路原理图外接反馈电阻可外接，也可以用内部反馈电阻R。15补：权电流型D/A转换器1、结构上采用恒流源取代电阻

7、网络提供电流大小依次减半的支路电流，使每条支路的大小不再受开关内阻和压降的影响，降低对开关电路的要求，从而提高转换精度，减小转换误差。2、实用权电流型D/A转换器中常利用倒梯形电阻网络的分流作用产生一组恒流源。16补：具有双极性输出的D/A转换器利用倒梯形电阻网络可以构成双极型输出D/A转换器的一般方法：只要在求和放大器的输入端接入一个偏移电流，使输入最高位为1而其他各位输入为0时的输出V0=0，同时将输入的符号位反相后