[工学]数字逻辑 7：数模与模数转换电路.ppt

第七章数 模与模 数转换电路 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 1 29 数 模转换与模 数转换 将模拟量转换成数字量的过程称之为模 数转换 简称A D转换 完成A D转换的电路叫做模数转换器 简称ADC AnalogtoDigitalConverter 把数字两转换成模拟量的过程叫做数 模转换 简称D A转换 完成D A转换的电路叫做数模转换器 简称DAC DigitaltoAnalogConverter 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 2 29 数 模转换电路 实现数 模转换的基本方法是用电阻网络将数字量按着每位数码的权转换成相应的模拟量 然后用求和电路将这些模拟量相加 从而实现数 模转换的目的 求和电路通常用求和运算放大器实现 典型数 模转换电路有权电阻网络D A和2T形电阻网络D A 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 3 29 权电阻网络D A原理图 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 4 29 2T形电阻网络D A原理图 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 5 29 应用实例 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 6 29 DAC的主要技术指标 分辨率分辨率 1 2n 1 转换误差建立时间 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 7 29 可编程增益控制放大器 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 8 29 频率数字控制 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 9 29 模 数转换电路 模 数 A D 转换是把模拟电压或电流转换成与之成正比的数字量 一般A D转换需经采样 保持 量化 编码四个步骤 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 10 29 采样定理 采样定理 采样定理的内容是 只有当采样频率大于模拟信号最高频率分量的2倍时 所采集的信号样值才能不失真地反映原来模拟信号的变化规律 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 11 29 采样保持电路 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 12 29 量化 采样 保持得到的信号在时间上是离散的 但其幅值仍是连续的 在数字量表示中 只能以最低有效位数来区分 因此是不连续的 所以 就要对采样 保持得到的信号用近似的方法进行取值 近似的过程就叫做量化 量化的两种方法 一种是只舍不入法 另一种是有舍有入 也称四舍五入法 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 13 29 编码 量化过程只是把模拟信号按量化单位作了取整处理 只有用代码表示量化后的值才能得到数字量 这一过程称之为编码 常用的编码是二进制编码 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 14 29 逐次比较型A D 几种典型的逐次比较型A D有 并行比较ADC反馈比较式ADC计数型A D转换器逐次逼近ADC 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 15 29 并行比较ADC原理图 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 16 29 计数型A D转换器方框图 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 17 29 逐次逼近ADC方框图 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 18 29 双积分型A D 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 19 29 ADC的主要技术指标 转换时间 完成一次A D转换所需要的时间 也可定义为每秒转换的次数 即转换速度 分解度 分解度亦称分辨率 分解度是指输出数字量最低有效位为l所需的模拟输入电压 量化误差 指量化产生的误差 精度 指产生 个给定的数字量输出所需模拟电压的理想值与实际值之间总的误差 其中包括量化误差 零点误差及非线性等产生的误差 输入模拟电压范围 指ADC允许输入电压范围 超过这个范围 A D转换器持不能正常工作 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 20 29 ADC0801 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 21 29 数据采集系统结构框图 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 22 29 知识点 将模拟量转换成数字量的过程称之为模 数转换 简称A D转换 完成A D转换的电路叫做模数转换器 简称ADC AnalogtoDigitalConverter 把数字两转换成模拟量的过程叫做数 模转换 简称D A转换 完成D A转换的电路叫做数模转换器 简称DAC DigitaltoAnalogConverter 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 23 29 知识点 典型数 模转换电路有权电阻网络D A和2T形电阻网络D A DAC的主要技术指标有 分辨率转换误差建立时间 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 24 29 知识点 典型模 数转换电路有逐次比较型A D和双极性A D 转换精度和转换速度是衡量A D和D A转换器的主要指标 也是挑选A D和D A转换器的主要依据 ADC的主要技术指标有 转换时间分解度量化误差精度输入模拟电压范围 数字逻辑 第七章 数模与模数转换电路 25 29 精选习题 什么是模 数转换器 什么是数 模转换器 各有何用途 答 把模拟信号转换成数字信号的电路被称为模 数转换器 而把数字信号转换成模拟信号的电路被称为数 模转换器 为了能够使数字电路处理模拟信号 必须先使用模 数转换器把模拟信号转换成相应的数字信号才能送到数字系统进行处理 同时 往往还要求把处理后得到的数字信号通过数 模转换器转换成相应的模拟信号 作为最后的输出 控制和调节生产对象 数字逻