模数与数模转换器.ppt

1、1.第10章，模数转换器，电子技术基础的数字部分，2。模拟数字转换器和数字模拟转换器，10.1d/a转换器，10.2 A/D转换器，10模数转换器，3。模数转换器和数模转换器已经成为计算机系统中不可缺少的接口电路。温度、压力、流量、应力和其他物理量被转换成模拟电。计算机进行数字处理(如计算、过滤)、保存等。用模拟量作为控制信号，10个模数和数模转换器，4，3，正确理解数模转换器的主要参数。1.掌握倒t型电阻网络数模转换器和集成数模转换器的工作原理及相关计算。2.掌握并行比较、逐次比较和双积分模数转换器的工作原理和特点。学习本章要求，10个模数转换器和数模转换器，5个10.1数模转换器，10.1

2、.1数模转换器的输入/输出特性和结构框图，10.1.3倒T形电阻网络数模转换器，10.1.6数模转换器的输出模式，10.1.4加权电流型数模转换器10.1.8数模转换器的应用，*10.1.5带权数模转换器的基本原理1.数模转换器的输入输出特性，a=k d，o=k nb，10.1.1数模转换器的输入输出特性和结构框图，10.1数模转换器和7数模转换器的输出为阶梯波信号。1的I/o特性。数模转换器，10.1.1数模转换器的输入输出特性及其结构框图，10.1数模转换器的数字数据，8、数模转换器可以并行或串行输入，数字寄存器用于存储数字量的每个数字，数字量由输入数字量控制产生加权电流，加上加权电流产生

3、与输入成比例的模拟电压。2.数模转换器的结构框图、10.1.1数模转换器的输入输出特性及其结构框图、10.1数模转换器、9、和数字量由按位组合编码而成。对于授权代码，每个代码都有一定的权重。例如，每个代码可以根据其权重转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加。ndb 424 B 323 B 222 B 121 B 020 124123022021120，将二进制数ND(11001)B转换为十进制数。10.1.2数模转换的基本原理，10.1数模转换器，实现数模转换的基本思路，10.1数模转换器，实现数模转换的原理电路，电路中每输入一个二进制数NB就能得到一个与之成比例的模拟电压输出。10.1.2

4、数模转换的基本原理，11，数模转换器的分类：按解码网络结构分类，T形电阻网络数模转换器，倒T形电阻网络数模转换器，加权电流数模转换器，加权电阻网络数模转换器，按模拟电子开关电路分类，互补金属氧化物半导体开关数模转换器，双极开关数模转换器，电流开关数模转换器，ECL电流开关数模转换器，数模转换器，10.1数模转换器，10.1.2数模转换的基本原理，12、10.1.2倒硅连接到运算放大器的反相端，电流Ii流入求和电路、电阻网络，模拟根据运算放大器线性使用时的虚地概念，无论模拟开关硅位于何处，连接到硅的2R电阻都将连接到“地”或虚地。 1，4位倒T形电阻网络数模转换器，参考电压，10.1数模转换器，

5、13。参考电源VREF提供的总电流为：流过每个开关支路的电流：I3=？I2=？I1=？I0=？I/4，I/8，I/16，r，r，r，I/2，I/4，I/8，I/16，I/2，I3，I2，I1，I0，流入每个2R电阻的电流来自，I3=VREF/2R，I2=VREF/4R，I1=VREF/8R，I0=VREF/16R，10.1.2倒T形电阻网络数模转换器，1，4位倒T形电阻网络流入运算放大器的总电流：0.15，N位倒T形电阻网络数模转换器具有：让：然后，0=knb，可以得到电路中每个二进制数NB的输入10.1.2倒T形电阻网络数模转换器，1位和4位倒T形电阻网络数模转换器，10.1位数模转换器，1

6、6位ad7533数模转换器，采用：1)外部运算放大器，2)运算放大器的反馈电阻可以采用内部电阻或外部电阻，2。10.1.2倒t形电阻网络数模转换器，10.1数模转换器，一个，CMOS模拟开关电路，2。集成数模转换器，10.1.2倒t形电阻网络数模转换器，10.1数模转换器，18。对数模转换器精度的讨论，(1)参考电压的稳定性，(2)倒T型电阻网络中电阻比的精度较高；(4)为了将电流从高到低减少2的整数倍，模拟开关的导通电阻相应地增加2的整数倍。为了进一步提高数模转换器的精度，可以采用加权电流型数模转换器。为了提高数模转换器的精度，对电路参数的要求如下：(3)各模拟开关的开关压降应相等，10.1

7、.2倒T形电阻网络数模转换器，10.1数模转换器，19，当Di=1时，开关Si接至运算放大器的反相端；当Di=0时，开关Si接地。10.1。4加权电流数模转换器，1.4位加权电流数模转换器，10.1数模转换器，20。在恒流源电路中，各支路的加权电流不受开关导通电阻和压降的影响，降低了对开关电路的要求，提高了转换精度。10.1。4个加权电流数模转换器，1.4位加权电流数模转换器，10.1个数模转换器，21，2。实际加权电流数模转换器电路、10.1.4加权电流数模转换器、10.1数模转换器、恒压、每个BJT 10.1.6数模转换器输出模式、10.1数模转换器、A、23、常用的双极性编码，注意：VL

8、SB=VREF/256、10.1.6数模转换器输出模式、10.1数模转换器、24n位数模转换器最多有2n个模拟输出电压。位数越多，数模转换器的分辨率越高。分辨率也可以由可分辨的最小输出电压与最大输出电压之比给出。n位数模转换器的分辨率可以表示为：1。分辨率，10.1数模转换器，26。转换精度，指给定数字量下数模转换器的实际值和理论值之间的最大偏差。原因：数模转换器中各元件的参数值存在误差，如参考电压不稳定或运算放大器零点漂移。几种转换误差，如比例因子误差、失调误差和非线性误差，10.1.7数模转换器的主要技术指标，10.1数模转换器和27、10.1.6集成数模转换器的应用，(1)数字可编程增益

9、控制电路，10.1数模转换器，11i 0i 1i 9根据：11i 0i 1i 9、10.1.6集成数模转换器的应用，(1)数字可编程增益控制电路，1010.1.6集成数模转换器的应用，10.1数模转换器，30、10.2.6集成模数转换器及其应用，10.2模数转换器，10.2.1模数转换的一般工作过程，10.2.2并行比较型模数转换器，10.2模数转换器的主要技术规格，31。概述，1。模数转换功能：10.2模数转换器，将连续时间和幅度的模拟量转换为离散时间和幅度的数字量。32，并行比较型特性：具有快速转换速度和10ns1s的转换时间，但电路复杂。逐次逼近特性：具有适中的转换速度、几秒100秒的转

10、换时间和高转换精度，实现了转换速度和硬件复杂度之间的良好平衡。双积分型功能：的转换速度很慢，转换时间是几百s和ms，但抗干扰能力最强。2.模数转换器分类，10.2模数转换器概述，33采样，时间离散信号，保持，量化和幅度离散信号，编码，10.2.1模数转换的一般工作过程，模数转换器一般包括采样，保持，量化和编码，10.2模数转换器，34，1。采样和保持，采样是将随时间连续变化的模拟量转换为时间离散的模拟量。采样信号S(t)的频率越高，采样信号在通过低通滤波器后就越能真实地再现输入信号。合理的采样频率由采样定理决定。采样定理：采样信号的频率S(t)为fs，输入模拟信号的最高频率分量I(t)的频率为

11、fimax，则fs 2fimax，S(t)=1:开关闭合，s (t)=03360开关断开，10.2.1模数转换的一般工作过程为10.2模数采样、保持、采样和保持电路及其工作原理，10.2.1模数转换的一般工作过程，10.2采样保持电路的输出电压需要以某种近似的方式降低到相应的离散电平，即采样信号表示为最小单位数的整数倍。用二进制代码或其他代码表示量化值的过程称为编码。编码代码是模数转换器输出的数字量。3。编码，10.2.1模数转换的一般工作过程，10.2模数转换器，37，10.2.2并行比较模数转换器，电压比较器，输入模拟电压，精密电阻网络，精密基准电压，VREF/15，3 VREF/15，7

12、 VREF/15，13VREF/15，输出数字量，1。电路组成，38，VI=8 vref/15，1，1，1，0，0，0，001，10.2.2并行比较型模数转换器，39，Vico 1 co 2 co 4 co 5 co 6 co 7 D2 D1 7 VREF/15 VIi 9VREF/15 0 0 1 1 1 1 1 1 0，9VREF/15 VIi 11 VREF/15 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1，5VREF/15 VIi 7VREF/15 0 3VREF /15 vI 5VREF/15 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0，11VREF/15 VI13VR/15 0 1 1 1

13、 1 1 1 1 0，13VREF/15 VI1 1 1 1 1 1 1 1 1 1，vref0vivref/150000000，根据每个比较器的参考电压值，输入之间的关系比较器的输出状态由D触发器存储，由优先编码器编码，得到数字输出。10.2.2并行比较型模数转换器，40.3电路特性，在并行模数转换器中，输入电压I同时施加到所有比较器的输入端。如果不考虑每个设备的延迟，可以认为三位数是在输入时间的同时获得的。所以它的转换时间最短。缺点是电路复杂。例如，一个三位模数转换器需要7个比较器、7个触发器和8个电阻。位数越多，电路就越复杂。为了解决提高分辨率和增加组件数量之间

14、的矛盾，可以采用分层并行转换方法。有许多产品将并行比较模数转换器集成在单个芯片上，例如，AD9012 (TTL处理8位)、AD9002 (ECL处理8位)、AD9020 (TTL处理10位)等。10.2.2并行比较型模数转换器，41、10.2.3逐次比较型模数转换器，其逐次逼近转换过程非常类似于用天平称量物体。转换原理，使用的重量是8g、4g、2g和1g。待称重的重量为Wx=13。，42，第一个CP:10.2.3逐次比较模数转换器，转换原理，1 0 0 0，1 0 0 0，43，第二个CP:10.2.3逐次比较模数转换器，转换原理，0 1 0 0，1 1 0 0，44，第三个CP 2。连续比较模数转换器完成转换所需的时间与其位数和时钟脉冲频率有关。位数越少，时钟频率越高，转换时间越短。10.2.3逐次比较型模数转换器，47，10.2