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1、数字电子技术基础（第五版）教学课件 清华大学 阎石 王红,联系地址：清华大学 自动化系 邮政编码：100084电子信箱：wang_ 联系电话：(010)62792973,第十一章 数-模（D/A）和模-数（A/D）转换,11.1 概述 一、用途及要求,传感器,放大器,A/D 转换,微型计算机,控制 对象,D/A 转换,！精度 ！速度,执行机构,三、分类,11.2 D/A转换器,D 111101,D/A,A(电压 或 电流)？,11.2.1 权电阻网络D/A转换器 一、电路结构和工作原理,优缺点： 1. 优点：简单 2. 缺点：电阻值相差大，难于保证精度，且大电阻不宜于集成在IC内部,11.2.
2、2 倒T形电阻网络DAC,希望用较少类型的电阻，仍然能得到一系列权电流,R,R,R,R,11.2.6 具有双极性输出的DAC 当输入数字量有极性时， 希望输出的模拟电压也对应为。 一、原理 例：输入为3位二进制补码。最高位为符号位，正数为0，负数为1,*将符号位反相后接至高位输入 *将输出偏移使输入为100时，输出为0,1,二、电路实现,*将符号位反相后接至高位输入 *将输出偏移使输入为100时，输出为0,11.2.7 DAC的转换精度与速度,一、转换精度 分辨率（理论精度） 用输入数字量的二进制数码位数给出n位DAC,应能输出0 2n-1个不同的等级电压，区分出输入的000到111， 2n-
3、1个不同状态2. 转换误差（实际精度） 用最低有效位的倍数来表示 有时也用绝对误差与输出电压满刻度的百分数来表示,二、误差分析,D 111101,A/D,A(电压 或 电流)？,11.3 A/D转换器 11.3.1 A/D转换的基本原理输入连续变化电压，输出为不连续的数字量,二、量化和编码 量化：将采样电压表示为最小数量单位（）的整数倍 编码：将量化的结果用代码表示出来（二进制，二-十进制） 量化误差：当采样电压不能被整除时，将引入量化误差,11.3.2 抽样保持电路,！加大输入电阻 ！减小输出电阻 ！Av=1,11.3.3 并联比较型A/D转换器,并联比较型,量化,输入量化 编码,2、特点
4、*快，CLK触发信号到达到输出稳定建立只需几十纳秒*精度，受参考电压、分压网络等因素影响*有存储器，不需要S/H电路*电路规模，n位需要2n-1比较器，触发器,11.3.4 反馈比较型A/D转换器,计数型 基本原理：取一个“D”加到DAC上，得到模拟输出电压，将该值与输入电压比较，如两者不等，则调整D的大小，到相等为止，则D为所求值,！简单 ！慢,2、逐次渐近型,！电路不太复杂 ！较快,1 0 0 0 0,3位：5个CLK N位: ( n+2)个CLK,11.3.5 双积分型A/D转换器,双积分型（V-T变换型） 先将V转换成与之成正比的时间宽度信号，然后在这个时间 内用固定频率脉冲计数,电路实现,11.3.6 V-F变换型A/D转换器,11.3.7 ADC的转换速度与转换精度,一、速度取决于电路结构类型并联比较型：1微秒逐次渐近型：10100微秒/次双积分型：几十毫秒/次二、转换精度 1. 分辨率：以输出二进制或十进制的位数表示，说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。 2. 转换误差：通常以输出误差最大值的形式给出，表示实际输出的数字量和理论上应有的输出数字量之间的差别。,
