第15章模拟量和数字量的转换
15.1数—模转换器
15.2模—数转换器
将数字信号转换为模拟信号称数—模转换将模拟信号转换为数字信号称模--数转换传感器A/DC 数字计算机D/AC 模拟控制控制对象
数字信号模拟信号第15章模拟量和数字量的转换
2R R F –++S 0
S 1S 2S 3U R 2R 2R 2R ··
·········R R R 2R 数码寄存器基准电源T 形电阻网络DAC 原理电路
U 0R'2R 15.1
数—模转换器1111
0000d 0Q 0Q 1Q 2Q 3
d 1d 2d 3MSB LSB 电子开关
2R R F –++2R
2R 2R ·
····R R R 2R I U 0
R'2R +–U R +–R U R 2+–R U R 22+–R U R 23+–R
U R 24
T 形电阻网络DAC 原理电路分析
U 0= –IR F 设R F = 3R ∞R –++··2R
I
U 0R'+–R U R 24
I R U I 324R ?=R R U U 324F R 0?-=4R 02U U -=R S U I 3240R ?=R S U 3231R ?+R S U 3222R ?+R
S U 3213R ?+)2222(2
3001122334?+?+?+?=d d d d R U I R )2222(2
0011223340?+?+?+?-=d d d d U U R )222(0022110?++?+?-=----d d d U U n n n n n R
倒T 型电阻网络数—模转换器
1S 0I 02R 01S 1I 12R
01S 2I 22R 01
S 3I 32R ∞
2R R R R U R
R F
U O
I OUT1I OUT2d 0d 1d 2d 3I R R )2222(2
0011223340?+?+?+?-=d d d d U U R
DAC 主要技术指标
(1)分辨率用输入的二进制数码的位数n 来表示。
位数越多，分辨率就越高。
(2)转换精度表示实际输出的电压值与理想的输出
电压值之间的差别。
(3)建立时间从数码输入到模拟电压稳定输出之间
的响应时间。
K RR =U omin U omax =12n –1
U R I O1I O2R F
GND d 4AD75201集成ADC 芯片举例
23456781615
14131211109U DD +U R d 3d 2d 1d 0
d 5
d 6
d 7
d 8
d 9 U O ++–AD7520 各管脚功能：
d 0 ~ d 9：十位数字量的输入端；I O1、I O2：电流输出端；R F ：反馈信号输入端；U DD ：电源接线端；GND ：接地端。U R ：参考电源，可正可负；
15.2模—数转换器
顺序脉冲发生器逐次逼近
寄存器
DAC电压
发生器
输入电压U
i
U A
逐次逼近型模—数转换器原理框图
四位DAC Q FF 3S R Q S R
Q S R d 0&&-+∞+U i
CP d 1d 2E
&≥1
&≥1Q S R FF 2FF 1FF 0≥1&U A
d 3&&五位顺序脉冲发生器Q 4Q 3Q 2
Q 1Q 0
&d 0d 1d 2d 3逐次逼近型模—数转换器原理电路
电压比
较器逐次逼近寄存器
逻辑
控制门读出
与门
Q 3
Q 2逐次逼近型顺序脉冲发生器的输出波形
Q 1
Q 4
CP
12345
Q 0