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《數(shù)字電子技術(shù) 教學(xué)課件 作者 朱幼蓮_ 第8章 數(shù)／模(D／A)和模／數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換電路.pptx》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第8章 數(shù)/模(D/A)和模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路8.1 D/A轉(zhuǎn)換器8.2 A/D轉(zhuǎn)換器8.3 典型集成D/A和A/D轉(zhuǎn)換器簡介8.1 D/A轉(zhuǎn)換器8.1.1 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的D/A轉(zhuǎn)換器8.1.2 倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)的D/A轉(zhuǎn)換器8.1.3 權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器8.1.4 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)8.1.1 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的D/A轉(zhuǎn)換器圖8-1 4位權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器工作原理8.1.1 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的D/A轉(zhuǎn)換器圖8-2 雙級權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器8.1.2 倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)的D/A轉(zhuǎn)換器圖8-3 倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理8.1.2 倒T
2、形電阻網(wǎng)絡(luò)的D/A轉(zhuǎn)換器圖8-4 倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)支路電流的等效電路【例8-1】已知倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的RF=R，VREF=8V，試分別求出4位和8位D/A轉(zhuǎn)換器的最小輸出電壓vO(min)和最大輸出電壓vO(max)的數(shù)值。解：(1)最小輸出電壓vO(min)是指在D/A轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字量中只有最低有效位為1(d0=1)時的輸出電壓。(2)最大輸出電壓vO(max)是指在D/A轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字量中各有效位均為1(di=1)時的輸出電壓。圖8-5 權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器8.1.3 權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器圖8-6 權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器中的恒流源
3、圖8-7 倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)的權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器（8-6）（8-7）（8-8）（8-9）（8-10）8.1.4 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)1.分辨率2.轉(zhuǎn)換精度3.線性度4.轉(zhuǎn)換速度1.分辨率分辨率是分辨最小電壓的能力，用最小輸出電壓與最大輸出電壓的比值表示。2.轉(zhuǎn)換精度/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度是指實(shí)際的輸出模擬電壓與理論值之間的差值，常以百分?jǐn)?shù)來表示。這個轉(zhuǎn)換誤差是一個綜合性誤差。它包括比例系數(shù)誤差、元件精度和漂移誤差及非線性誤差等。例如，某D/A轉(zhuǎn)換器的輸出模擬電壓滿刻度值為10V，精度為±0.2%，其輸出電壓的最大誤差為0.2%×10V=20m
4、V。3.線性度圖8-8 D/A轉(zhuǎn)換器的線性誤差4.轉(zhuǎn)換速度8.2 A/D轉(zhuǎn)換器8.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理8.2.2 并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器8.2.3 反饋比較型A/D轉(zhuǎn)換器8.2.4 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器8.2.5 V-F變換型A/D轉(zhuǎn)換器8.2.6 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)8.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理1.取樣與保持2.量化與編碼1.取樣與保持(1)取樣定理(2)取樣—保持電路(3)集成取樣—保持電路(LF198)1.取樣與保持圖8-10 取樣—保持原理電路與取樣波形a)原理電路 b)理想取樣波形(1)取樣定理圖8-11 信號的
5、取樣與還原a)對輸入模擬信號的取樣 b)還原取樣信號所用濾波器的頻率特性(2)取樣—保持電路解決這個矛盾的一種方法是在電路的輸入端增加一級隔離放大器，圖8-12c所示電路是在圖8-12a電路基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)。由于跟隨器A1輸入阻抗很高，所以減少了取樣電路對輸入信號的影響，同時其較低的輸出阻抗低減少了電容C的充電時間。(2)取樣—保持電路圖8-12 三種常用的取樣—保持電路(3)集成取樣—保持電路(LF198)圖8-13 LF198單片集成取樣—保持電路的電路結(jié)構(gòu)及圖形符號a)電路結(jié)構(gòu) b)圖形符號2.量化與編碼圖8-14 3位標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制A/D轉(zhuǎn)
6、換的輸出電壓特性a)只舍不入量化法 b)有舍有入量化法8.2.2 并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器圖8-15 并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器的原理圖8.2.3 反饋比較型A/D轉(zhuǎn)換器1.計(jì)數(shù)型A/D轉(zhuǎn)換器2.逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器1.計(jì)數(shù)型A/D轉(zhuǎn)換器圖8-16 計(jì)數(shù)型A/D轉(zhuǎn)換器的原理框圖2.逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器1)轉(zhuǎn)換速度較高，其速度主要由數(shù)字量的位數(shù)和控制電路決定。2)在轉(zhuǎn)換位數(shù)較多時，逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的電路規(guī)模要比并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器小得多，因此，逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器是目前集成A/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品中常用的一種電路。3)比較器的靈敏度和D/A轉(zhuǎn)換器
7、的精度將影響轉(zhuǎn)換精度。4)轉(zhuǎn)換的抗干擾性比較差。2.逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器圖8-17 逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的原理框圖圖8-18 8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的工作波形8.2.4 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器圖8-19 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器原理框圖8.2.4 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器1)當(dāng)開關(guān)S1接輸入電壓vI時，積分器對vI進(jìn)行固定時間T1的積分。2)當(dāng)開關(guān)S1接參考電壓-VREF時，積分器開始進(jìn)行反方向積分。1)具有很強(qiáng)的抑制交流干擾信號的能力。2)工作性能穩(wěn)定。3)工作速度低。4)由于對vI的平均值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所以這種A/D轉(zhuǎn)換器更適用于對直流或變化緩慢
8、的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換。(2)當(dāng)計(jì)數(shù)值N2=(369）10時，由式(8-16)可得8.2.4 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器圖8-20 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的工作波形（
