电子技术基础第14章.ppt

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1、14.1D/A转换器14.2A/D转换器本章小结习题第14章D/A和A/D转换14.1.1权电阻网络D/A转换器图14.1.1所示为4位权电阻网络D/A转换器的原理图，它是由权电阻网络、4个模拟开关和1个求和放大器组成的。　　在认为运算放大器输入电流为零的条件下可以得到uo=－RfiΣ=－Rf(I3+I2+I1+I0)(14.1.1)14.1D/A转换器图14.1.14位权电阻网络D/A转换器的原理图由于U－≈0，因而各支路电流分别为将它们代入式(14.1.1)并取Rf=R/2，则得到(14.1.2)对于n位的权电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为R/2

2、时,输出电压可以写成:(14.1.3)输入数字量的位数较多时可用图14.1.2所示的双级权电阻网络。图14.1.2双级权电阻网络D/A转换器在双级权电阻网络中，每一级仍然只有4个电阻，它们之间的阻值之比还是1∶2∶4∶8。可以证明，只要取两级间的串联电阻RS=8R，即可得到(14.1.4)14.1.2倒T型电阻网络D/A转换器为了克服权电阻网络D/A转换器中电阻阻值相差太大的缺点，又研制出了如图14.1.3所示的倒T型电阻网络D/A转换器。图14.1.3倒T型电阻网络D/A转换器由图14.1.3可知，因为求和放大器反相输入端U－的电位始终接近于零，所以无论

3、开关S3、S2、S1、S0合到哪一边，都相当于接到了“地”电位上，流过每个支路的电流也始终不变。图14.1.4计算倒T型电阻网络支路电流的等效电路如果令di=0时开关Si接地(接放大器的U+)，而di=1时开关Si接至放大器的输入端U－，则由图14.1.4可知(14.1.5)在求和放大器的反馈电阻阻值等于R的条件下，输出电压为(14.1.6)对于n位输入的倒T型电阻网络D/A转换器，在求和放大器的反馈电阻阻值为R的条件下，输出模拟电压的计算公式为(14.1.7)　　图14.1.5是采用倒T型电阻网络的单片集成D/A转换器CB7520(AD7520

4、)的电路原理图。图14.1.5CB7520(AD7520)的电路原理图14.1.3D/A转换器中的模拟开关　图14.1.6是CB7520中的CMOS模拟开关的电路原理图。图14.1.6CB7520中的CMOS模拟开关的电路原理图14.1.4D/A转换器的主要技术参数1.分辨率数/模转换器的分辨率是指最小输出电压(对应的输入二进制数最低有效位为1，其余各位都是0)与最大输出电压(对应的输入二进制数的所有位全为1)之比。例如十位数/模转换器的分辨率为2．精度3．线性度4.输出电压(或电流)的建立时间5.电源抑制比14.1.5集成D/A转换器DAC单片器件有很多

5、产品。下面以DAC0832芯片为例，介绍其转换原理、外引脚排列、功能、结构和使用方法。1.DAC0832芯片中的D/A转换电路原理DAC0832芯片中的D/A转换电路如图14.1.7所示。图14.1.7DAC0832与运放组成的D/A转换器原理图两路模拟电流分别为(14.1.8)2.电路结构及芯片引脚DAC0832的引脚图如图14.1.8所示，其结构框图如图14.1.9所示，它的建立时间为1μs。图14.1.8DAC0832的引脚图图14.1.9DAC0832的结构框图3.使用方法接线图如图14.1.10所示。图14.1.10DAC0832与运放的连接

6、14.2.1A/D转换器的工作原理1.采样定理　　由图14.2.1可见，为了能正确无误地用采样信号us表示模拟信号ui，采样信号必须有足够高的频率。低通滤波器的电压传输系数在低于fi(max)的范围内应保持不变，而在fs－fi(max)以前应迅速下降为0，如图14.2.2所示。14.2A/D转换器图14.2.1对输入模拟信号的采样图图14.2.2还原采样信号所用滤波器的频率特性2.量化和编码将模拟电压信号划分为不同的量化等级时通常有如图14.2.3(a)、(b)所示的两种方法，它们的量化误差相差较大。图14.2.3划分量化电平的两种方法当输入的模拟电压在正、负范围内变

7、化时，一般要求采用二进制补码的形式编码，如图14.2.4所示。图14.2.4对双极性模拟电压的量化和编码14.2.2逐次逼近型A/D转换器什么是逐次逼近，好比用四个分别重8g、4g、2g、1g的砝码去秤重13g的物体，秤量顺序如表14.2.1所示。表14.2.1逐次逼近称物一例逐次逼近型A/D转换器一般由顺序脉冲发生器、逐次逼近寄存器、数/模转换器和电压比较器等几部分组成，其原理框图如图14.2.5所示。图14.2.5逐次逼近型A/D转换器的原理框图下面结合图14.2.6所示的具体电路来说明逐次逼近的过程。图