电子技术第十四章模拟信号与数字信号的相互转换ppt课件

.,1,第14章数模信号的相互转换,.,2,第14章模拟信号和数字信号的相互转换,14.1数模转换器,14.2模数转换器,.,3,14.1数模转换器,A/D与D/A转换概述,传感器,计算机,执行机构,控制对象,模拟量,数字量,模拟量,.,4,数字量,与数字量等值的十进制数成正比的模拟量,D/A转换器的组成：(1)数码寄存器(2)模拟电子开关电路(3)解码网络(4)求和电路(5)基准电压,.,5,一、R-2R型数模转换器组成,(1)电子双向开关S1S4(2)R2R型电阻网络(3)运算放大器(4)基准电压UREF,.,6,等效电路：,二、工作原理,.,7,等效电路：,.,8,等效电路：,.,9,等效电路：,.,10,等效电路：,.,11,S1单独接UREF时转换器等效电路：,.,12,S1单独接UREF时转换器等效电路：,3R,2R,+,+,Uo,1.5R,.,13,S1单独接UREF时转换器等效电路：,当S1单独接UREF时，Uo1=UREF/24,.,14,等效电路：,.,15,等效电路：,.,16,等效电路：,.,17,等效电路：,.,18,等效电路：,.,19,S2单独接UREF时转换器等效电路：,.,20,S2单独接UREF时转换器等效电路：,3R,2R,+,+,Uo,1.5R,.,21,S2单独接UREF时转换器等效电路：,当S2单独接UREF时，Uo2=UREF/23,.,22,当S2单独接UREF时，Uo2=UREF/23,当S1单独接UREF时，Uo1=UREF/24,同理：当S3单独接UREF时，Uo3=UREF/22当S4单独接UREF时，Uo4=UREF/2,Uo=D4Uo4+D3Uo3+D2Uo2+D1Uo1,数模转换器输出的模拟电压为：,.,23,当输入n位二进制数时:,即：输出的模拟量UO是与输入的数字量所等值的十进制数成正比。,分辨率KRR：,数模转换器的分辨率大小取决于转换器的位数。,最小输出电压输入二进制数为001最大输出电压输入二进制数为111,.,24,三、电子双向开关,T3饱和导通，T4截止。,.,25,T3截止,T4饱和导通。,.,26,可见:Di=0时，Si=0Si接地。Di=1时，Si=1Si接UREF。因此，起到一个电子开关的作用。,.,27,【例】n=6的R-2R型数模转换器，基准电压UREF=10V,若输入的二进制数分别为1011和111101，求输出的模拟电压。,解(1)输入为1011001011时，,(2)输入为111101时，,.,28,与数模转换相反，即将模拟量转换成相当的数字量,分类：一、按转换方式分：直接模数转换器间接模数转换器：转换时需经过一个中间变量二、按工作原理分：逐次逼近型、并行比较型、双积分型、V/F转换型,14.2模数转换器,.,29,逐次逼近型A/D转换器的工作原理,在最高位设定数字量1,与待转换的模拟量比较,在次高位设定数字量1,与待转换的模拟量比较,直至设定的数字量与待转换的模拟量之间的误差小于最低一位数字量为止。,.,30,设UREF=10Vux=6.88V,CP1使Q4Q3Q2Q1=1000uA=5V6.88V,0,0,0,0,1,1,.,31,设UREF=10Vux=6.88V,CP2使Q4Q3Q2Q1=1100uA=7.5V6.88V,0,0,0,1,1,1,0,.,32,设UREF=10Vux=6.88V,CP3使Q4Q3Q2Q1=1010uA=6.25V6.88V,0,0,1,1,0,0,1,1,.,33,设UREF=10Vux=6.88V,CP4使Q4Q3Q2Q1=1011uA=6.875V6.88V,0,1,0,1,1,1,CP5使Q4Q3Q2Q1=1011uA=6.875V6.88V,.,34,1数模转换器的分辨率与数模转换器位数的关系为（）。a.位数越多，分辨率越高b.位数越多，分辨率越低c.分辨率与位数无关,2某数/模转换器的输入为8位二进制数字信号，输出为025.5V的模拟电压。若数字信号的最高位是1，其余各位为0，则输出的模拟电压为（）。a.1Vb.12.8Vc.13.8Vd.11.8V,3.如果要将一个最大幅值为0.225V的模拟信号转换为数字信号，要求模拟信号每变化15mV能使数字信号最低位（LSB）发生变化，那么应选用多少位的转换器？,.,35,得：n=4位。即，应选用4位的转换器。,解：若将模拟信号转换为数字信号，应采用ADC模/数转换器。,则数字信号最低位LSB应为：,.,36,4有一个四位逐次逼近型A/D转换器，其中的数模转换器为R-2R型，基准电压UREF=10V。若待转换的模拟量4.4V，试计算转换成的数字量为多少？,数字量为0100时：,解：由于数字量为10