AD DA转换电路教学资料.ppt

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1、ADDA转换电路可以看出，A/D转换和D/A转换是现代数字化设备中不可缺少的部分，是数字电路和模拟电路中间的接口电路。为了保证数据处理结果的准确性，要求A/D、D/A转换有一定的转换精度。同时，为了适应快速过程控制和检测的需要，A/D转换和D/A转换必须有足够快的转换速度。为此，转换精度和转换速度乃是衡量A/D转换和D/A转换性能优劣的主要标志。数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院D/A转换器权电阻网络D/A转换电路电路由权电阻网络20R、21R、22R、23R，电子模拟开关S0、S1、S2、S3，基准电压UREF及求和运算放大

2、器组成。输入4位数字量D3、D2、D1、D0分别控制模拟电子开关S3、S2、S1、S0的工作状态。当Di为“1”时，开关Si接通参考电压UREF，反之Di为“0”时，开关Si接地。求和运算放大器的输出电压为：数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院n位的权电阻D/A转换器，其输出电压为：上式表明，输出的模拟电压与输入的数字量大小成正比。当输入数字量全为0时，输出电压为0V；当输入数字量全为1时，输出电压为上述电路结构简单，缺点是构成权电阻的阻值范围较宽，品种较多。为保证D/A转换的精度，要求电阻的阻值很精确，但要保证范围很宽的电阻均

3、具有很高的精度，这给集成电路的生产带来了困难。因此，集成电路中较少采用这种DAC电路。数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院倒T型电阻网络D/A转换器电路由倒T型电阻网络、模拟开关和运算放大器组成。倒T型电阻网络由R、2R两种阻值的电阻构成。数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院输入数字量分别控制D3、D2、D1、D0分别控制模拟开关S3、S2、S1、S0的工作状态。数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院当Di为“1”时，Si接通集成运放的反相输入端，当Di为“0”时，Si接集成运放的同相输入端。集成运放的同相输入端接地，由于虚地，则反相输入端也相当接地。这样，不管开

4、关SI接那边，流过各电阻支路的电流不变。根据电路的连接关系，标出各支路电流方向及大小如图示：流入集成运放反相输入端的电流由数字量Di控制，为0时，电流流入同相输入端，为1时流入反相输入端。输出电压为：数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院n位的权电阻D/A转换器，其输出电压为：与权电阻网络结论相同。数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院倒T型DAC电路只采用两种电阻，故在集成电路制造中广泛应用，是目前D/A转换器速度较快的一种。采用倒T形电阻网络的单片集成D/A转换器CB7520的电路原理图。输入为10位二进制数，采用CMOS电路构成的模拟开关。数字逻辑电路电子教案

5、西北大学信息学院D/A转换器的转换精度分辨率用输入的二进制数码的位数给出。分辨率为n位的D/A转换器，输出模拟电压给出2n不同等级的输出电压，对应代码从全0到全1分。分辨率越高，表明输出模拟电压可以分辨更小的电压。D/A转换器的转换精度通常采用分辨率和转换误差来描述。分辨率有时也用D/A转换器能够分辨出来的最小电压（此时输入数字代码只有最低有效位为1，其余各位都为0）与最大输出输出电压（此时输入数字代码所有各位都为1）之比给出。如10位的D/A转换器分辨率可以表示为：数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院然而，由于D/A转换器中的权电阻、模拟开关导通及截止时电阻、参考

6、电压值、集成运算放大器等各个环节在参数和性能上均和理论值之间存在差异，所以实际能达到的精度要由转换误差来决定。它表示由各种因素引起的一个综合上与理想转换之间的最大偏差。常见的集成D/A转换器一类器件的内部只包含电阻网络和模拟开关，如CB7520。而另一类器件内部还包含运算放大器以及参考电压源的发生电路。为了获得高精度的D/A转换器，除了选择用高分辨率的D/A转换器，还要选用高稳定性的参考电压源和低漂移的运算放大器等。数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院D/A转换器的转换速度通常用建立时间tset来定量描述转换速度。建立时间是指，从输入数字量发生突变开始，直到输出电压

7、进入与稳态值相差±1/2LSB范围内的这段时间。一般产品说明给出的都是输入从全0跳变为全1（或从全1变为全0）时的建立时间。目前在不包含运算放大器的单片集成D/A转换器中，建立时间最短的可达到0.1us以内，在包含运算放大器集成DAC中，建立时间最短的可以达到1.5us。外加运算放大器的DAC，建立时间包含运算放大器的建立时间，且为主要部分。为了获得较快的转换速度，应选用输出电压变化速度较快的运放。数字逻辑电路电子教案西北大学信息学院A/D转换器A/D转换器的转换原理ADC电路是将输入在时间上连续的模拟信号转换为输出的离散数字信号，所以先要选定一系