模数和数模转换.ppt

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1、概　述第8章数模和模数转换器本章小结A/D转换器D/A转换器8.1概　述主要要求：理解数模和模数转换器的概念和作用。一、数模和模数转换的概念和作用数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电流)，使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。实现数模转换的电路称数模转换器Digital-AnalogConverter，简称D/A转换器或DAC。模数转换即将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。实现模数转换的电路称模数转换器Analog-DigitalConverter，简称A/D转换器或ADC。模拟量数字量模拟量数字量传感器被控对象自然界

2、物理量为何要进行数模和模数转换？二、数模和模数转换器应用举例数字信号物理量模拟信号压力传感器温度传感器流量传感器四路模拟开关数字控制计算机DAC模拟控制器模拟控制器液位传感器DACDAC…………模拟控制器模拟控制器生产控制对象DACADC二、数模和模数转换器应用举例主要要求：了解数模转换的基本原理。了解常用D/A转换器的类型和主要参数。了解R-2R倒T形电阻网络D/A转换器的电路与工作原理。8.2D/A转换器一、数模转换的基本原理输出模拟电压uO=D△=(Dn-12n-1+Dn-22n-2++D121+D020)△可见，uO∝D，uO的大小反映

3、了数字量D的大小。DACD0D1Dn-2Dn-1…uOn位二进制数输入模拟电压输出一、数模转换的基本原理LSB—LeastSignificantBit输入数字量D=(Dn-1Dn-2D1D0)2=Dn-12n-1+Dn-22n-2++D121+D020△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)。三、常用DAC的类型和主要参数(一)常用DAC的类型常用DAC主要有权电阻网络DAC、R-2RT形电阻网络DAC、R-2R倒T形电阻网络DAC和权电流网络D

4、AC。其中，后两者转换速度快，性能好，因而被广泛采用，权电流网络DAC转换精度高，性能最佳。(二)主要参数1.分辨率DAC的最小输出电压变化量，也即DAC的最小输出电压值表示满度输出电压值，FSR即FullScaleRange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。UFSR=uO

5、D=111=(2n–1)ULSBn位均为1例如，一个10位的DAC，分辨率为0.000978。DAC的位数越多，分辨率值就越小，能分辨的最小输出电压值也越小。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

6、求和运算放大器。3.转换时间指DAC在输入数字信号开始转换，到输出的模拟信号达到稳定值所需的时间。转换时间越小，转换速度就越高。2.转换精度指DAC实际输出模拟电压与理想输出模拟电压间的最大误差。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。通常要求DAC的误差小于ULSB/2。四、集成DAC应用举例四、集成DAC应用举例1.集成DAC简介常用集成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。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

7、，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。2.8位CMOS集成D/A转换器CDA7524简介数　据　锁　存　器20k20k20k20k20kΩ……10k10k10k10k…VDDVREF151213CSWR45611D7(MSB)D6D5D0(LSB)S0S1S2S7OUT112316iΣRFBOUT2GND基准电压输入端VREF可正可负片选控制端电源电压范围+5V~+15V8位数据输入端，其电平与TTL电平兼容。MSB表示最高位，LSB表示最低位。接地端内部反馈电阻RF的引出端两个输出端，一般将

8、OUT2接地，OUT1接运放反向端。写信号控制端[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。CDA752445789106111213D7D6D4D3D2D1D5D0CS314VDD151612VREF=10V++-△∞OUT1OUT2uOC2kR2R11k15pFWR解：当D7D6D5D4D3D2D1D0=11111111时，输出为满度值。uO=-UFSR-9.961V。主要要求：了解模数转换的基本原理。了

9、解A/D转换器的主要参数。了解常用A/D转换器。8.3A/D转换器一、A/D转换的基本原理和一般步骤“[]”