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文档简介

1、第九章 模拟和数字信号间的转换,杭州电子科技大学电子信息学院,教材原著：数字电路 龚之春 编著,第九章 模拟和数字信号间的转换,模拟量：温度、压力、速度、位移及浓度,A/D转换：从模拟量转换为数字量,D/A转换：从数字量到模拟量的反转换,一、轧钢生产线,钢板厚度,轧钢带温度,电动机，调整上下两轧辊 的间距，保证钢板厚度,喷水器， 调整温度,话筒，语音控制,喇叭，发出语 音提示信号,9-1 A/D及D/A转换的概念,二、模拟量和数字量的对应关系,ADC的作用是使输入模拟量 转换成与其成正比的数字Z,式中 为最小量化电压或电压量化单位,当 时，Z=1,DAC的作用是把输入数字量Z，转换成与其成正比

2、的模拟 电压 输出，即：,采样定理（奈奎斯特定理）：,当取样脉冲的重复频率 ，高于或至少等于模拟信 号 中最高频率分量 的一倍时，取样后的信号 或 将能完全重现输入信号,即：,通常取：,一、二进制权重网络DAC,当Zi1时，Si接通；,当Zi0时，Si断开；,9-2 D/A转换器（DAC）,若输入数字 时，只有1位开关S0闭合，故：,即：,考虑Zi各位同时作用，则：,选RF=1.6R, 令VREF=5V,则VO= -ZI,可得出电路的转换表：,VO= -ZI,二、倒T形电阻网络DAC,六、DAC的特性参数,外部参数,输入数字位数,输出电压极性及量程,外接电源的大小,DAC的分辨率,转换误差,转

3、换速度,DAC的分辨率 ：,输出电压的最小台阶VLSB与输出满量程Vomax之比,它也等于输入数字最大值的倒数，即：,n: 输入数字Z的位数,当n较大时，,如：一个10位DAC的分辨率为：,A/D转换器（ADC）,A/D转换器的基本原理,由于模拟量时间上连续，数字量离散，所以转换时在时轴上的规定点对模拟信号采样，一般步骤为：,采样,保持,量化,编码,采样定理,模拟信号,采样信号,取样频率fS必须大于等于输入模拟信号包含的最高频率fmax的两倍，即：,一、转换特性和电路部件,（1）特性参数,ADC的转换精度：,用分辨率来描述，也就是输出二进制（十进制）数的位数n,同样的输入电压，输出位数n愈大，

4、即分层愈细，分辨率愈高,输出n位的ADC，就是能将输入模拟电压分成2n层，每层幅度即为一个量化单位 。,9-3 A/D转换器（ADC）,二、并行ADC,输入信号 与多层标准电平进行比较,电阻分压器,模拟比较器,数据寄存器,8-3线的优先 编码器,模拟比较器C7C1,高增益的运算放大器,若ADC的模拟输入电压为：,0 0 0 1 1 1 1,1 1 1 0 0 0 0,0 1 1,反码输出,011为4的反码,例9-2,试说明图9-33所示ADC的操作原理，要求列出转换功能表，并设计其中的编码输出电路。,解：,是一种直接式并行ADC，省去了中间寄存器。,电路分辨力为：,3个比较器的比较电平依次为0.5V、1.5V、2.5V,可列出 与电路状态的功能表,由表可写出编码方程式为

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