模拟信号和数字信号相互转换

模拟信号和数字信号相互转换2A/D与D/A转换概述A/D传感器计算机执行机构控制对象D/A数字量模拟量数字量模拟量314.1数模转换器

数字量与数字量等值的十进制数成正比的模拟量D/AD/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4D4D3D2D1UREF－＋＋3R82R2R2R2R2R2R4

32

1S4S3S2S1

Uo△RRR

数模转换器电子双向开关100000005－＋＋3R82R2R2R2R2R2R4

32

1S4S3S2S1

Uo△RRRUi=0=0(1)D4D3D2D1=0000

时6+－UREF24+－+－UREF+－2R2R2RR4

(2)D4D3D2D1=0001时（S1单独接UREF

）2R2R13R2RRRUREF2UREF22RUREF23R－＋＋3R8

Uo1△2RUREF24Uo1=－输出：7+－+－UREF+－2R2R2RR4

(3)D4D3D2D1=0010时（S2单独接UREF

）2R2R13R2RRRUREF2UREF22RUREF23R－＋＋3R8

Uo2△2R输出：UREF23Uo2=－8+－+－UREF2R2R2RR4

(4)D4D3D2D1=0100时（S3单独接UREF

）2R2R13R2RRRUREF2RUREF22R－＋＋3R8

Uo3△2R输出：UREF22Uo3=－9+－UREF2R2R2RR4

(5)D4D3D2D1=1000时（S4单独接UREF

）2R2R13R2RRRUREF2RR－＋＋3R8

Uo4△2R输出：UREF21Uo4=－10Uo=D4Uo4＋D3Uo3＋D2Uo2＋D1Uo1UREF24+1Uo=－∑2i

Di

4i=1UREF2Uo=－(D4＋D3＋D2＋D1)UREF22UREF23UREF24

Di

=1时，Si

接UREF

；Di=0时，Si

接地。

若输入为n位，则UREF2n+1Uo=－∑2i

Di

ni=112∑2i

Di

ni=1与n位二进制数等值的十进制数11最小输出电压→输入二进制数为0…01最大输出电压→输入二进制数为1…11UominUomaxKRR=12n－1=

分辨率KRR12

电子双向开关VT1＋UREF

DiSi＋UCC

－UBBVT2VT3VT41011饱和导通截止13VT1＋UREF

DiSi＋UCC

－UBBVT2VT3VT40100

电子双向开关14解：(1)输入二进制数为

1011

时=－2－7×10×(0×26＋0×25

＋1×24＋0×23＋1×22＋1×21)

V=－1.71875V[例14.1.1]某六位R－2R型数模转换器的基准电压UREF=10V，求输入二进制数为1011

和111101

两种情况下的输出模拟电压及该数模转换器的分辨率。=－9.53125VUREF26+1Uo=－∑2i

Di

6i=1UREF26+1Uo=－∑2i

Di

6i=1(2)输入二进制数为

111101

时(3)分辨率KRR=12n－1

=126－1=－0.01591514.2模数转换器

逐次逼近型A/D转换器的工作原理在最高位设定数字量1D/A模拟量

与待转换的模拟量比较

修改在次高位设定数字量1D/A模拟量

修改

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。16设UREF=－10Vux=6.88VCP1使Q4Q3Q2Q1=1000

uA=5V6.88V清零Q4Q3Q2Q1DCRDSDRDSDRDSDRDSDDCDCDC顺序脉冲分配器FF4D/A转换器8－＋＋uxuA1111FF3FF2FF1D4D3D2D1CP1CP2CP3CP4CP500001117设UREF=－10Vux=6.88VCP2使Q4Q3Q2Q1=1100

uA=7.5V＞6.88V清零Q4Q3Q2Q1DCRDSDRDSDRDSDRDSDDCDCDC顺序脉冲分配器FF4D/A转换器8－＋＋uxuA1111FF3FF2FF1D4D3D2D1CP1CP2CP3CP4CP5000111018设UREF=－10Vux=6.88VCP3使Q4Q3Q2Q1=1010

uA=6.25V＜6.88V清零Q4Q3Q2Q1DCRDSDRDSDRDSDRDSDDCDCDC顺序脉冲分配器FF4D/A转换器8－＋＋uxuA1111FF3FF2FF1D4D3D2D1CP1CP2CP3CP4CP50011001119设UREF=－10Vux=6.88VCP4使Q4Q3Q2Q1=1011

uA=6.875V＜6.88V清零Q4Q3Q2Q1DCRDSDRDSDRDSDRDSDDCDCDC顺序脉冲分配器FF4D/A转换器8－＋＋uxuA1111FF3FF2FF1D4D3D2D1CP1CP2CP3CP4CP5010111CP5使Q4Q3Q2Q1=1011

uA=6.875V＜6.88V2014.3数字电路的应用举例一、数字钟1.数字钟系统的组成

信号源计时电路时间标准信号

译码显示电路分频电路信号秒较时电路报时电路21门

触发器

触发器SB1SB21Hz

石英晶体振荡器

整形电路

分频器105HZ105HZ

时显示器

时译码器时计数器（24进制）