第13章-模拟输入输出技术.ppt

1、13.1模拟计程仪投入产出系统、a :模拟(数字) d 3360数字(数字)、图13.1典型的微机校正测量系统、13.2数字模拟(D/A )转换器、输入： D(n )图13.2D/A转换器的模式、13.2.1 D/A a转换器的基本构成：电阻(或电容)网络(核心)天线计程仪切换开关基准电压运算放大器，一、t型电阻网络DAC，图13。 缺点：输入数字信号发生变化，开关转换为on方向后，开关中流动的电流方向发生变化，容易产生毛刺，容易影响动作速度。 改良：逆t型电阻网络DAC、二、逆t型电阻网络DAC、图13.4逆t型电阻网络DAC、通式：重日式榻榻米原理：虚拟RF=3R :Vo=-IRF、n二进

2、制位上展开缺点：由于天线计程仪开关的导通电阻和各臂电阻串联连接，电阻值改善：电流激励型DAC，13.2.2 DAC的主要性能指标，一、极限分辨率：最小输出电压VLSB与满刻度输出电压VFSR之比。 最小输出电压： VLSB输入数字量D=0001时的输出满刻度输出电压： VFSR输入数字量D=1111时的输出极限分辨率： DAC二进制位数越多则极限分辨率越高，2 .转换精度、DAC的转换误差是实际的模拟计程仪输出值与理想值的误差该指标是综合性的静态、变换误差、绝对误差：用VLSB的倍数表示，相对误差：绝对误差与满刻度输出之比、3 .制作时间、DAC的制作时间是从数字量输入到变换完成，输出结束为止

3、的1/2LSB的所需时间。 这个指标是动态的性能指标。图13.5DAC的建立时间、13.2.3典型的DAC芯片DAC0832、DAC0832是用CMOS工艺制作的R-2R反t型电阻网络8二进制位D/A转换器、20脚DIP封装，内部有2级8二进制位锁存器。 该数据老虎钳不仅可以用于一般的数字系统和模拟系统之间的接口电路，而且可以直接与8二进制位的微型计算机接口，是当前广泛使用的集成DAC数据老虎钳，另一方面，具有DAC0832大头针功能，图13.6DAC0832大头针功能分块图，二、 DAC0832运作模式、(1)直通模式、两锁存器都处于直通状态，输入的数据被直接传送给D/A转换器而变换输出。

4、(2)单缓冲方式，两个锁存器之中一个处于通过状态，仅控制另一个锁存器的锁存器，(3)双缓冲方式，两级锁存器都进行控制。 当需要将多个模拟计程仪输出到云同步时，通常使用此缓冲方法来提高转换速度。 三、DAC0832的模拟计程仪输出方式，图13.7DAC0832单极性电压输出图像，(1)单极性输出，输出电压0-VREF，图13.8DAC0832单极性电压输出图像，(2)单极性输出分类：有输入锁存器D/A和PC机的连接，输入锁存器D/A和PC机的连接a和PC机有连接，图13.9PC机和DAC0832的连接示意图，例如13.1dac0832以单缓冲方式动作，单极输出和端口地址为350H。 图13.10

5、D/A产生三角波，(1)决定与上下限对应的数字量。 上限： Dup=3/(5/28)=153.6=99H下限： Ddowm=1/(5/28)=51.2=33H (2)创建过程。 从下限值到上限值各加1，从上限值到下限值各减1，由此D/A转换器输出三角波。顺序如下： TRIANGPROCFAR MOVDX、350H MOVCX、066H MOVAL、33H Z1:OUTDX、AL。 形成上升梯度INCAL； AL加1 LOOPZ1； 循环102次、MOVCX、066 h z2:去量dx、AL； 输出下降斜坡LOOPZ2 JMPZ1 RET TRIANGENDP，二、无输入锁存器D/A与PC的连接

6、、图13.11PC与DAC0808的连接图像，如例13.2图13.11所示，解码器输出地址为0030H， 锁存在假定8位数字数据段的1000H中的74LS273，其中，转换器、13.3模拟计程仪/数字(A/D )转换器、13.3.1 A/D转换器、图13.12的采样过程图像、1、采样与保持、以及保持：使读取的信号在周期内不发生变化。 另一方面，量化与编码，图13.13的量化过程的示意图，量化：将取样水平量化为最接近的离散水平。 查询密码：用二进制代码表示离散等级。 13.3.2 ADC的主要技术指标，2 .转换精度：绝对精度：实际值和理论值之间的最大差分相对精度：绝对精度和满刻度输出比3 .转

7、换时间： ADC完成一次转换所需的时间。 1 .极限分辨率：当输出数字化量的最下位二进制位变化时对应的输入天线计程仪的变化量，即能够识别ADC的输入天线计程仪量的最小值。 因此，设ADC的二进制位数为n，最大输入电压为Vmax，则极限分辨率为：13.3.3 ADC工作原理、一、并联高速ADC、并联ADC的优点和缺点：优点：转换速度高(100MHz以上)、缺点：二、二积分式ADC、图13.15二积分式ADC原理图优点：抗扰度强，转换精度高。 三、逐步比较式ADC、图13.16逐步比较式ADC原理图、表13.2 8二进制位逐步比较式ADC的转换过程、13.3.4典型ADC芯片ADC0809和ADC0809是通过CMOS过程创建的8二进制位逐步比较式ADC。 其内部包含8路天线计程仪开关，通过地址锁存和解码器