《數(shù)字電子技術(shù)》第7章數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換.ppt

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基本知識點概述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,返回主目錄,第七章數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換,基本知識點,D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理主要D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)及特點集成D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的使用,,7.1概述,從模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換，或A/D（AnalogtoDigital）轉(zhuǎn)換，把實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的電路稱為A/D轉(zhuǎn)換器;從數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換，或D/A（DigitaltoAnalog）轉(zhuǎn)換，把實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的電路稱為D/A轉(zhuǎn)換器。,,7.2數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）,一、權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器,二、倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器,消除了權(quán)電阻型DAC在開關(guān)變換時容易出現(xiàn)尖峰脈沖的缺點，進一步提高了轉(zhuǎn)換速度。,,三、D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標,1.轉(zhuǎn)換特性與分辨率D/A轉(zhuǎn)換器(DAC)的輸出電壓V0對于輸入數(shù)據(jù)D=Dn-1……D0有V0=KD，K是轉(zhuǎn)換系數(shù)。位數(shù)n越多，分辨率越高。,2.轉(zhuǎn)換誤差指D/A轉(zhuǎn)換器輸出的實際值與理論值的最大偏差。轉(zhuǎn)換誤差和滿刻度輸出電壓及轉(zhuǎn)換精度有關(guān)。,3.轉(zhuǎn)換速度通常用輸入數(shù)字量到輸出模擬量所需的轉(zhuǎn)換時間來衡量，轉(zhuǎn)換時間越短，轉(zhuǎn)換速度越快。,四、集成數(shù)模轉(zhuǎn)換器,8位的倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器,,典型應(yīng)用電路,從a點輸出為單極性模擬電壓，從b點輸出為雙極性模擬電壓。如果基準電壓為+5V，則a點輸出電壓-5～0V，b點輸出電壓為5V。,,,7.3模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）,ADC一般要經(jīng)過采樣、保持、量化和編碼四個過程,一、A/D轉(zhuǎn)換的基本原理及分類,（一）A/D轉(zhuǎn)換的基本步驟1.采樣—保持,電路的原理圖,工作波形,2.量化—編碼,量化是將離散信號的幅值變化為某個最小單位（量化單位△）的整數(shù)倍。量化的方法：（1）只舍不入。（2）有舍有入。量化的數(shù)值用二進制代碼表示稱為編碼。△越小，量化誤差越小，但編碼形成的二進制代碼的位數(shù)也越多。,（二）A/D轉(zhuǎn)換器的分類,,二、并行比較型ADC,,并行比較型ADC的特點,1.并行比較型ADC是一種直接模數(shù)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換時間只受比較器、寄存器和編碼電路延遲時間的限制，因此轉(zhuǎn)換速度最快。,2.一個n位的轉(zhuǎn)換器需要2n-1個比較器，電路規(guī)模極大，集成制造困難，價格也高。,并行比較型ADC只適用于視頻A/D轉(zhuǎn)換器等要求速度特別高的領(lǐng)域。,三、逐次漸近型ADC,,3.雙積分型ADC,,四、ADC的主要技術(shù)指標,1.轉(zhuǎn)換精度（用分辨率和轉(zhuǎn)換誤差來描述）分辨率是指引起輸出數(shù)字量變動一個二進制數(shù)碼最低有效位時，輸入模擬量的最小變化量。轉(zhuǎn)換誤差通常以相對誤差的形式給出，它表示A/D轉(zhuǎn)換器實際輸出的數(shù)字量與理想輸出數(shù)字量之間的差別，并用最低有效位的倍數(shù)表示。,2.轉(zhuǎn)換時間,轉(zhuǎn)換時間是指完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時間，其倒數(shù)又稱為轉(zhuǎn)換速度。,五、集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器,1.八位八通道單片A/D逐次比較型轉(zhuǎn)換器ADC0809,2.ADC0809主要性能,八位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，邏輯電平與TTL兼容；有鎖存功能的8路模擬量轉(zhuǎn)換開關(guān)，可對8路0～5V模擬量進行分時轉(zhuǎn)換；輸出具有三態(tài)鎖存/緩沖功能；分辨率：8位；轉(zhuǎn)換時間：100us；,不可調(diào)誤差：1LSB；功耗：15mW；工作電壓：+5V；片內(nèi)無時鐘，一般需外加640KHz以下（不低于100KHz）的時鐘信號。工作溫度范圍為-40～＋85攝氏度,2.ADC0809主要性能,3.ADC0809的典型應(yīng)用,,