数模和模数转换.ppt

数模和模数转换,学习要点：数模和模数转换的基本原理,概述,能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC；能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。,D/A转换器,数/模转换就是将数字量转换成与它成正比的模拟量。,数字量：(D3D2D1D0)2(D323D222D121D020)10(1101)2(123122021120)10,模拟量：uoK(D323D222D121D020)10uoK(123122021120)10(K为比例系数),n位D/A转换器方框图,组成D/A转换器的基本指导思想：将数字量按权展开相加，即得到与数字量成正比的模拟量。,D/A转换器的种类很多,主要有：权电阻网络DACT形电阻网络DAC倒T形电阻网络DAC权电流DAC,（1）分辨率分辨率用输入二进制数的有效位数表示。在分辨率为n位的D/A转换器中，输出电压能区分2n个不同的输入二进制代码状态，能给出2n个不同等级的输出模拟电压。分辨率也可以用D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压的比值来表示。10位D/A转换器的分辨率为：（2）转换精度D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差，即最大静态转换误差。（3）输出建立时间从输入数字信号起，到输出电压或电流到达稳定值时所需要的时间，称为输出建立时间。,常用的集成DAC有AD7520、DAC0832、DAC0808、DAC1230、MC1408、AD7524等，,A/D转换器,模拟电子开关S在采样脉冲CPS的控制下重复接通、断开的过程。S接通时，ui(t)对C充电，为采样过程；S断开时，C上的电压保持不变，为保持过程。在保持过程中，采样的模拟电压经量化和数字化编码电路转换成一组n位的二进制数输出。,采样和保持,量化,编码,采样过程示意图,取样定理：设取样脉冲s(t)的频率为fS，输入模拟信号x(t)的最高频率分量的频率为fmax，必须满足：fs2fmaxy(t)才可以正确的反映输入信号(从而能不失真地恢复原模拟信号)。,将采样保持电路的输出电压归化为量化单位的整数倍的过程叫做量化。用二进制代码来表示各个量化电平的过程，叫做编码。一个n位二进制数只能表示2n个量化电平，量化过程中不可避免会产生误差，这种误差称为量化误差。量化级分得越多（n越大），量化误差越小。,直接A/D转换器：并行比较型A/D转换器逐次比较型A/D转换器间接A/D转换器：双积分型A/D转换器电压转换型A/D转换器,（1）分辨率A/D转换器的分辨率用输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越高。例如：输入模拟电压的变化范围为05V，输出8位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V2820mV；而输出12位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V2121.22mV。（2）相对精度在理想情况下，所有的转换点应当在一条直线上。相对精度是指实际的各个转换点偏离理想特性的误差。例如：某ADC的相对精度为(1/2)LSB，这说明理论上应输出的数字量与实际输出的数字量之间的误差不大于最低位为的一半。,（3）转换速度完成一次A/D转换所需要的时间叫做转换时间，转换时间越短，则转换速度越快。双积分ADC的转换时间在几十毫秒至几百毫秒之间；逐次比较型ADC的转换时间大都在1050s之间；并行比较型ADC的转换时间可达10ns。,集成A/D转换器规格品种繁多，常见的有ADC0804、ADC0809、MC14433等。,A