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《南京邮电学院《模拟电子技术基础》d8》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第八章D/A和A/D变换模拟量转换为数字量的过程称为A/D转换，完成这种转换的装置称为A/D转换器，即ADC；数字量转换为模拟量的过程称为D/A转换，完成这种转换的装置称为D/A转换器，即DACo图&0」是ADC和DAC的典型应用框图。88.0.1典型的数字控制系統相田图8」・1DAC方框图8.1数模转换(D/A)8.1.1D/A转换原理D/A转换是将输入的数字信号转换成与该数字量成正比的电压或电流。DAC组成框图，如图&1」所示。对数字量D,则应有%=KDUref。而二进制的D可表示为："一1D=Dn_{•2心+D„_2•2"+…+•2。=为卩•2,/=0所
2、以，叫二KUref乞DCf=o图8.1.2为输入数字量和输出模拟量的线性关系。数码寄存器一寄存器控制模拟开关的通、断一将Uref或地接入译码网络一产牛与该位权值成比例的电压或电流一求和放大得模拟量的输出。DAC屮译码网络有权电阻网络、T型电阻网络、2"串联电阻网络等。8.1.1DAC一、权电阻网络n-lJJn-l所以心=0产號工2⑴i=0乙八/=()如图8」・3所示，当Di二0时，&接地;当Di二］时,&接Uref，则UrefD]_UREF2,Dj2"4R_2,,_1RTJpw-ln-1p输出为：叽=-1占厂-晋扌乞2D严KU,其屮K=-晟乙Ki=oi=oLK
3、当Rf=*r时,2〃,其中KUoTJ〃一REF乞公Dj/=0图8.1.3权电阻网络D/A转换电略特点：简单、直观，但权电阻的阻值相差很大。二、T型R-2R电阻网络DAC如图8.1.4o电路特点：①不论开关状态如何，So〜Sn-I的各点电位均为0（左边为实地,右边为虚地）②图中，从右到左N、M、……C、B、A,各点向右看过去的对地电阻均为R③从左到右，各路电流分配关系为：5、£……丄牛、仏。242,,_12“所以，有叫=一进心(入•2-*+Dn_2•2・2+…+q・)=2心+D“•2心+…+q・2°)=2iDi=K%fD厶K厶K；=o特点：转换速度较快，但使用电
4、阻较多。三、2*1串联电阻分压式DAC图8.1.5为一个3位的D/A转换器。由8个电阻将UREF分成八分。14个开关按树叉形规律连成选通开关网络。如果是n位的DAC,则需要2"个电阻和(2n+,-2)个模拟开关。电阻和开关可设计得很小，较易实现。8.1.1DAC的主要参数和意义1.分辨率定义:输入数字中最低位发生变化吋所对应输出电压变化量Au与满刻度输出电压Umax乙比°对n位DAC：分辨率2〃一1DAC位数t-分辨率t-转换精度t2.建立时间ts指输入数字量变化后，输出模拟量稳定到相应数值范围内所经历的时间。8.2常用集成DAC(自学)图8.1.53位D/A
5、转换若8.3模数转换（A/D）8.3.1A/D转换的一般过程A/D转换过程通常包括采样、保持、量化和编码四个步骤。1）采样和保持采样是指周期性地抽取模拟信号的瞬时值，得到一系列的脉冲样值。如图831所示，为了使采样信号不失真，采样过程必须满足fc>2/max,即采样脉冲的频率/应不小于输入信号频谱中最高频率人和的2倍。保持：在两次采样之间必须使样值保持不变，以便量化和编码。采样保持基本组成电路如图&3.2所示。U
6、(t)AS(t)A0（b）采样仿号图8.3.1模拟信号的釆样保持图8.3.2基本采样保特电珞2）量化和编码量化：将采样保持信号离散化的过程。离散后的
7、电平为量化电平。编码：用二进制数表示各个量化电平的过程。量化方法一般有两种：①舍尾法②四舍五入法。♦如将0〜Ua范围的模拟电压ui进行舍尾量化并3位编码，则量化单位为:ui在0〜討人（0△〜］△）之间被量化为0,编码为000；I7UI在—〜一“A（1a〜2A）之间被量化为1A,编码为001；8873一Ui在一Ua〜一t/人（2△〜3A）Z间被量化为2A,编码为010；787QUI在一Uq〜—“A（7A〜8A）之间被量化为7A,编码为111；88舍尾量化误差为^max=1A♦如将0〜Ua范围的模拟电压山进行四舍五入量化并3位编码，则量化单位为：22△=27“5久
8、ui在0〜丄―（0△〜0.5A）之间被量化为0,编码为000；154I3UI在一匕〜二匕（0.5A〜1.5A）之间被量化为1A,编码为001；15153S一UI在一匕〜一匕（1.5△〜2.5A）z间被量化为2A,编码为010；1541541315UI在二匕〜一匕（6.5A〜7.5A）之间被量化为7A,编码为111；1515四舍五入量化误差为6和=-28.3.2ADC一、逐次逼近式ADC♦工作原理：利用二进制数屮各位位权的不同，由高位到低位逐次同模拟量进行比较，数字量小于模拟量则保留该位数字，数字量大于模拟量时，则去掉该位数字，以便逐渐使数字量趋近模拟量，从而实
9、现A/D转换。♦构成：电压比较器、D/
