第8章 数模转换器和模数转换器

1、第第8 8章章 数数/ /模转换器和模模转换器和模/ /数转换数转换器器 数数/模与模模与模/数转换器是计算机与外部设备的重要数转换器是计算机与外部设备的重要接口，也是数字测量和数字控制系统的重要部件。接口，也是数字测量和数字控制系统的重要部件。计算机控制系统框图计算机控制系统框图8.1 D/A8.1 D/A转换器转换器n-1n-1n-210in-1n-210ii=0D = 2d+2d+2d +2d =2 d OVu= k D8.1.1 D/A8.1.1 D/A转换器的基本原理转换器的基本原理 D/A转换器的作用是将输入的数字量转换成模拟量，其转换器的作用是将输入的数字量转换成模拟量，其输出的

2、模拟电压输出的模拟电压 uO与数字量与数字量 D 成正比。成正比。O32103210REF321043iREFi4i=01111i= I d+d+d+d24816U =d2 +d2 +d2 +d22RU =d22R 01S0I02R01S1I12R01S2I22R01S3I32R 2RRRR UREFRfuOiOd0d1d2d3I R8.1.2 8.1.2 倒倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器3iREFfREFfOOfi44i=0URURu = iR =d2 =D2R2R REFfV4URk=2R 01S0I02R01S1I12R01S2I22R01S3I32R 2RRRR

3、UREFRfuOiOd0d1d2d3I R8.1.3 D/A8.1.3 D/A转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标分辨率分辨率 和输入的二进制数码的位数和输入的二进制数码的位数n有关，位数越有关，位数越多，多， 分辨率就越高。分辨率就越高。2. 转换精度转换精度 表示实际输出的电压值与理想的输出电压值之表示实际输出的电压值与理想的输出电压值之 间的差别。间的差别。 3. 建立时间建立时间 从数码输入到模拟电压稳定输出之间的响应时间。从数码输入到模拟电压稳定输出之间的响应时间。LSBnmU1S =U21 8.1.4 8.1.4 集成集成D/AD/A转换器及其应用转换器及其应用 A/D转换器的

4、任务是将模拟量转换成数字量，它转换器的任务是将模拟量转换成数字量，它是模拟信号和数字仪器的接口。是模拟信号和数字仪器的接口。8.2 A/D8.2 A/D转换器转换器8.2.1 A/D8.2.1 A/D转换器的基本原理转换器的基本原理8.2.2 8.2.2 逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D转换器转换器 其工作原理可用天平秤重过程作比喻来说明其工作原理可用天平秤重过程作比喻来说明。若有四个砝码共重。若有四个砝码共重15克，每个重量分别为克，每个重量分别为8、4、2、1克。设待测重量克。设待测重量Wx = 13克，可以用下表步克，可以用下表步骤来秤量：骤来秤量：砝码重砝码重第一次第一次第二次第二次第

5、三次第三次第四次第四次加加4克克加加2克克加加1克克8 克克砝码总重砝码总重 待测重量待测重量Wx ，故保留，故保留砝码总重仍砝码总重仍 待测重量待测重量Wx ，故撤除，故撤除砝码总重砝码总重 待测重量待测重量Wx ，故保留，故保留暂时结果暂时结果8 克克12 克克12 克克13 克克 结结 论论 uO 逼近逼近uI 的波形的波形 8.2.3 A/D8.2.3 A/D转换器主要技术指标转换器主要技术指标分辨率分辨率 用输出的二进制数码的位数用输出的二进制数码的位数N来表示。位数来表示。位数越越 多，分辨率就越高。多，分辨率就越高。 2. 转换精度转换精度 表示实际输出的数字量与理想的输出数字量之表示实际输出的数字量与理想的输出数字量之 间的差别。间的差别。 3. 转换速度转换