当前位置：文档之家 › 数电讲义--8章

数电讲义--8章

  • 格式：ppt
  • 大小：604.50 KB
  • 文档页数：19

下载文档原格式

  / 19

合集下载

数字电子技术8

数字电子技术8


2）转换速率（SR） 转换速率是指大信号工作状态下模拟电压的变化率。
3．温度系数
温度系数是指在输入不变的情况下，输出模拟电压随温度 变化产生的变化量，一般用满刻度输出条件下温度每升高1℃， 输出电压变化的百分数作为温度系数。
8.2 A/D转换器
1.A/D转换的一 般过程
2.取样—保持 电路
4.逐次比较型 A/D转换器
8.2.2 取样—保持电路
1．取样—保持电路的基本形式
如图8-12所示为取样—保持电路的基本形式，其中N沟道MOS 管T为取样开关。
图8-12 取样—保持电路的基本形式
（1）当控制信号vI为高电平时，T导通，输入信号vI经电Ri阻和 T向电容Ch充电。若取 Ri Rf ，则充电结束后 vO vI vC 。 （2）当控制信号返回低电平时，T截止，由于Ch无放电回路， 所以vO的数值被保存下来。但取样过程中需要通过Ri和T向Ch 充电， Ri的数值又不允许取得很小，所以取样速度受到了限制。
倒T形电阻网络D/A转换器电路中， S0 ～ S3为模拟开关，由 输入数码Di 控制；R 和2R 组成电阻解码网络，呈倒T形；运算放 大器A构成求和电路。
（1）当Di 1时，Si 接运放反相输入端（“虚地”），Ii 流入求 和电路。 （2）当Di 0 时，Si 将电阻2R接地。无论模拟开关Si处于何种位 置，与Si相连的2R电阻均等效接“地”（地或虚地）。这样流经 2R电阻的电流与开关位置无关，为确定值。
（1）基准电压稳定性好。 （2）倒T形电阻网络中R和2R电阻的比值精度要高。 （3）每个模拟开关的开关电压降要相等。
8.1.3 权电流型D/A转换器
如图8-4所示为权电流型D/A转换器的电路结构。
图8-4 权电流型D/A转换器的电路结构
数字电子技术第8章数模和模数转换简明教程PPT课件

数字电子技术第8章数模和模数转换简明教程PPT课件


送到D/A寄存器中锁存。 WR 2 有效时，必须 XFER有效。
IOUT1：电流输出引脚1。随DAC寄存器的内容线性变化，当DAC寄存器输入全为1 时，输出电流最大，DAC寄存器输入全为0时，输出电流为0。
IOUT2：电流输出引脚2，与IOUT1电流互补输出，即IOUT1+ IOUT2=常数。 连。该运算放大器是将D/A芯片电流输出转换为电压输出VOUT。
DAC0832与80C51单片机的双缓冲方式接口电路
8.3 A/D转换器
8.3.1 A/D转换的基本原理
A／D转换过程包括采样、保持、量化和编码4个步骤。 1．采样和保持 (1) 采样是将时间上连续变化的信号转换为时间上离散的信号，即把时间上连续的模 拟量转换为一系列等间隔的脉冲，脉冲的幅度取决于输入模拟量。 连续信号的采样过程如下图所示。


对于n位的权电阻网络D/A转换器，当反馈电阻为R/2时，输出电压的计算公式可写成
vO －
VREF 2
n
2
0
d 0 21 d1 2 n -2 d n -2 2 n -1 d n -1 －

VREF 2
n
Dn
vO 0 。 当输入的数字量 Dn =0时，
n 1 当 Dn =11…11时，vO － 2 n VREF 。
D/A转换器的转换时间是由其建立时间 t set 来决定的，表示从输入的数字量发生突变 开始，到输出电压进入与稳态值相差 1 LSB范围内的这段时间，如下图所示。
2
除了上述指标外，在使用D/A转换器时，还必须知道工作电源电压、输出方式、输出 值的范围和输入逻辑电平等，这些都可以在使用手册中查到。
D/A转换器的方框图如下图所示。
电工电子技术课程课件-第08章

电工电子技术课程课件-第08章

5421码：代码中从左到右每一位的权分别是5、4、2、1。 如代码1000表示十进制数1×5+0×4+0×2+0×1=5。
2421码：代码中从左到右每一位的权分别是2、4、2、1。 如代码1011表示十进制数1×2+0×4+1×2+1×1=5。
余3码：若把每一个余3码看作4位二进制数，则它的数值 比它所代表的十进制数码多3。如0101代表十进制数2。
正弦波信号
u t
模拟量——在时间上或数值上是连续的。
u
锯齿波信号
模拟信号——表示模拟量的信号。
t
数制与码制(2)
数字量——在时间上和数量上都是离散的。
数字信号——表示数字量的信号。
u
脉冲信号
t
数字电路——工作在数字信号下的电子电路。在数字电路中，晶 体管工作在开关状态，即工作在截止和饱和状态； 注重研究输入输出间的逻辑关系，主要的工具是逻 辑代数，电路的功能用真值表、逻辑函数式和波形 图表示。
2421
5421
格雷码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101
数制与码制(13)
• 数制与码制——几种常见的二进制编码
8421码：代码中从左到右每一位的1分别表示十进制数8、码各位分别与其权相乘后加起来，结果就是该代码所代表的十进 制数。如代码1000表示十进制数1×8+0×4+0×2+0×1=8。
第 8章
组合逻辑电路
本章教学基本要求
• 掌握与门、或门、非门、异或门的逻辑功能。了解 TTL集成与非门及电压传输特性和主要参数，了解 CMOS门电路的特点，了解三态门的概念。
完整版数字电子技术基础全套课件 8

完整版数字电子技术基础全套课件 8


?
B2 B1 B0?
?? Y0 ? B2 B0
P
L
A 与 或 阵 列 图
l可编程“断开”单元：
编程实现断开状态。这
种单元又称为被编程擦
除单元。
可
固
编
定
程
不
连
连
接:
接:
连 接:
3.PLD的画法
P=ABD
P=0
Y=P1+P3+P4
互补输出的缓冲器
三态输出的缓冲器
4. PLD分类
可编程只读存储器
分类 PROM
PLA
PAL GAL
可编程逻 辑阵列
与阵列 固定
可编程 可编程 可编程
第八章
--可编程逻辑器件
教学要求
了解PLD产品的种类； 了解PLD器件的基本结构、分类、优 点及适用场合。
可编程逻辑器件（ PLD）
(Programmable Logic Device)
1. PLD的基本结构
输 入…
输 输入项 与
入
门
电
阵
与项
或 门
阵
或项
输
出 电…ຫໍສະໝຸດ 输 出路列
列
路
2.连接方式
l可编程“接通”单元： 它 依 靠 用 户编 程 来实 现“接通”连接。
可编程阵 列逻辑
或阵列 可编程 可编程 固定 固定
输出电路 固定 固定 固定 可组态
通用阵列逻辑
用PLA实现逻辑函数：
用ROM实现逻辑函数是基于该逻辑函数的 最 小项表达式 F=∑mi，而用PLA实现逻辑函数是基于 该逻辑函数的最简与或表达式 F= ∑Pi，所以用PLA 来实现逻辑函数比用 ROM实现逻辑函数更简单、 灵活。
《数字电子技术 》课件第8章

《数字电子技术 》课件第8章


例 2 一个四位逐次逼近型ADC电路， 输入满量程电压 为 5 V， 现加入的模拟电压Ui=4.58 V。 求：
（1） ADC （2）
解 （1） 第一步： 使寄存器的状态为1000， 送入 DAC, 由DAC转换为输出模拟电压
因为Uo二步： 寄存器的状态为1100， 由DAC转换输出的电压 因为Uo＜Ui, 所以寄存器次高位的1也保留。
DAC0832芯片上各管脚的名称和功能说明如下： CS： 片选信号， 输入低电平有效。 ILE： 输入锁存允许信号， 输入高电平有效。 WR1： 输入数据选通信号， 输入低电平有效。 WR2： 数据传送选通信号， 输入低电平有效。 XFER： 数据传送控制信号， 输入低电平有效。 D0～D7： 八位输入数据信号。
图8.7 取样过程
取样电路实质上是一个受控开关。 在取样脉冲CP有效 期τ内， 取样开关接通， 使Uo=Ui； 在其他时间(TS－τ)内， 输 出Uo=0。 因此， 每经过一个取样周期， 在输出端便得到 输入信号的一个取样值。
为了不失真地用取样后的输出信号Uo来表示输入模拟 信号Ui， 取样频率fS必须满足fS≥2fmax（此式为取样定理）。 其中, fmax为输入信号Ui的上限频率（即最高次谐波分量的 频率）。模拟信号经取样后输出一系列的断续脉冲。
图 8.6 DAC0832 (a) 双缓冲器型； (b) 单缓冲器型； (c) 直通型
8.3 模/数转换器(ADC)
1. 取样和保持 取样（又称抽样或采样）是将时间上连续变化的模拟信 号转换为时间上离散的模拟信号，即转换为一系列等间隔的 脉冲。 脉冲的幅值取决于输入模拟量, 其过程如图8.7所示。 图中, Ui为模拟输入信号， CP为取样信号， Uo为取样后输出 信号。
精品课件-数字电子技术-第8章

精品课件-数字电子技术-第8章


第8章 脉冲单元电路
图8-3 施密特触发器电路
第8章 脉冲单元电路
8.2.1 施密特触发器有两个稳态（Uo=0称为0态和Uo=1称为1
态) ，在外加信号的作用下，施密特触发器两个稳态之间可 以相互转换。施密特触发器属于波形变换电路，它可以将正弦
(1) 当输入触发信号达到一定值时，输出电平发生 变化，即由一个稳态转换到另一稳态，因而称其为电平触发电
第8章 脉冲单元电路
图8-8 施密特触发器用作光控开关
第8章 脉冲单元电路
8.3 多 谐 振 荡 器
8.3.1 1. TTL与非门构成的多谐振荡器 1) 图8-9所示为电容正反馈多谐振荡器，它由两级与非门和
电容C
第8章 脉冲单元电路
图8-9 多谐振荡器
第8章 脉冲单元电路
2) 多谐振荡器的工作，主要依靠电容C的充放电，通过引起 电压Ud的变化来完成其功能。当Ub为低电平，Ua为高电平时， 称为第一暂态；当Ub为高电平，Ua为低电平时，称为第二暂态。 设起始为第一暂态，这时Ua通过门电路的内阻R0和电阻R1对电 容C充电，工作波形如图8-9所示。随着电容C的充电, 电压Ud 不断上升。 当Ud上升到Ud>VT=1.4 V时（其中VT为门限电压) ，Ud为 高电平，电路发生翻转。Ua由原来的高电平变为低电平，Ub由
(3) 555定时器构成的施密特触发器用作光控开关。 图8-8所示电路为555定时器构成的施密特触发器用作光 控开关的电路图。图中的RL为光敏电阻，有光照时电阻值小， 无光照时阻值大。有光照时，电路设计（选取合适的可变电阻 值) 使得Ui<1/3VCC，输出Uo为高电平，继电器J不动作; 无光 照时，光敏电阻大，电路设计使得Ui>2/3VCC，输出Uo为低电平， 继电器J吸合,
电子技术基础8章 (1)

电子技术基础8章 (1)


解：
Y AB AC AB(C C) AC(B B) ABC ABC ABC ABC m7 m6 m3 m1
m(7, 6,3,1)
第8章 数字电路基础知识
【例8.3.6】 将给定逻辑函数Y ABD AC 写成最小
图8.2.2 与逻辑的图形符号
第8章 数字电路基础知识 表8.2.1 与逻辑的真值表
第8章 数字电路基础知识
2. 或运算
在如图8.2.3所示的电路中，只要当开关A、B中有一个闭
合，或者两者均闭合的时候，或者说使任一条件具备时，灯Y
就会亮，事件发生。同样，我们用“0”表示开关断开，“1”
表示开关闭合，灯亮用“1”表示，灯不亮用“0”表示，则可
第8章 数字电路基础知识
【例8.3.2】 已知逻辑函数式Y A BC ABC ，求
解：将A、B、C的全部取值组合逐一代入Y式中计算，将计
算结果列表，即可得到如表8.3.3所示的真值表。
第8章 数字电路基础知识 表8.3.3 例8.3.2所对应的真值表
第8章 数字电路基础知识
3) 由逻辑函数式画出逻辑电路图
第8章 数字电路基础知识 3. 码制 1) 8421码 表8.1.2所示为十进制0~9与8421码的对照表。
表8.1.2 8421码的对照表
第8章 数字电路基础知识
2) 格雷码 表8.1.3所示为十进制0~15的二进制代码和格雷码的对照 表。
表8.1.3 4位格雷码与二进制代码的对照表
第8章 数字电路基础知识
(1B.C)16=1×161+11×160+12×16－1=(27.75)10
第8章 数字电路基础知识
2) 十进制数转换为二进制数时，由于整数和小数的转换方法 不同，因此先将十进制数的整数部分和小数部分分别转换后，
数字电子技术基础第八章

数字电子技术基础第八章


u D Ｉ “[ ]”表示取整。 △ 称为 ADC 的单位量化电压或量化单位， 它是 ADC 的最小分辨电压。
可见，输出数字量 D 正比于输入模拟量 uI 。
EXIT
…
数模和模数转换器
A /D 转换的一般步骤
输入模拟量 输出数字量
u I( t) S
C
u I ( t)
量化 编码 电路
EXIT
数模和模数转换器
2R
2R
I0
I0 2R R
I1 A
I12R R
I2 B
I22R R
I3 C
I3
VREF I
从 A、B、C 节点向左看去，各节点对地的等效电阻均为 2R。 VREF 因此，I = R I3 I I I 2 ( I )， 3 = 2 I3 = I = = 2 = 2 ( 24 )， 2 2 24 4 I1 I2 I I I 0( I ) 1 = 2 = 2 ( 4 )，I0 = 2 = I1 = = 24 16 2 2 8 I VREF 3 2 1 0 4 即 I3 = 2 I0 ， I2 = 2 I0 ， I1 = 2 I0 ， I 0 = 2 I0 4 2 2 R 可见，支路电流值 Ii 正好代表了二进制数位 Di 的权值 2i 。 EXIT
数模和模数转换器
模拟开关 Si 受相应数字位 Di 控制。当 Di = 1 时，开 关合向“1”侧，相应支路电流 Ii 输出；Di = 0 时，开关 合向“0”侧， Ii 流入地而不能输出。 iΣ = D3 I3 + D2 I2 + D1 I1 + D0 I0 = ( D3 23 + D2 22 + D1 21 + D0 20 ) I0 = D I0 VREF RF V R REF u = D I0 RF 4 0O ΣR F = -4 F = -D· u =- iD · 2 R 2 R RF D0 D1 D2 D3 VREF R iF Σ ∞ u = D · 对 n 位 DAC， O n - + 2 R VREF + 1 1 1 1 0 R =R 0 0 0· n 若取 S1 uO= SD F S0 ， 则 2 2 S3 2R n 位 2RDAC R I12R V 2R 分成 将参考电压 I0 2 I2REF I3 2n 份，uO 是 R R DAC 的输出电压。 R 可调节 每份的 D 倍。调节 VREF VREF I0 I1 I2 I3 I
精品课件-数字电子技术-第8章

精品课件-数字电子技术-第8章


入端 TR
的电压低于
1 3
VDD 时,A2
输出高电平,使基本
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱRS
触发器翻转,Q＝
1。
第8
2、基本 RS 触发器 由两个或非门 G1、G2 组成。当 R 端置 1 时,触发器置 0,输出端 OUT
为 0；当 S 端置 1 时,触发器置 1,输出端 OUT 为 1。当直接复位端 RD 加
低电平时,不管其它输入状态如何,触发器直接置 0,输出端 OUT 为 0；不使
容元件,就可以很方便地构成多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特 触发器等脉冲的产生与整形电路。555 还可输出一定功率，可驱动 微电机、指示灯、扬声器等。它在脉冲波形的产生与变换、仪器与 仪表、测量与控制、家用电气与电子玩具等领域都有着广泛的应用。
第8
表8－1 CC7555定时器的逻辑功能表
阈值输入 TH⑥ 触发输入 TR ②
第8
555定时器按内部器件类型可分为双极型（TTL型）和单 极型（CMOS型）。TTL型产品型号的最后3位数码是555或556， CMOS型产品型号的最后4位数码是7555或7556，它们的逻辑功 能和外部引线排列完全相同。555芯片和7555芯片是单定时器， 556芯片和7556芯片是双定时器。TTL型的定时器静态功耗高， 电源电压使用范围为＋5～＋15V；CMOS型的定时器静态功耗 较低，输入阻抗高，电源电压使用范围为＋3～＋18V，且在 大多数的应用场合可以直接代换TTL型的定时器。下面以CMOS 型的CC7555
×
×
2 ＞ 3 VDD
1
1 ＞ 3 VDD
1
2 ＜ 3 VDD
0
1 ＜ 3 VDD
0
2 ＜ 3 VDD
数字电子技术基础》(第五版第八章门电路[1]

数字电子技术基础》(第五版第八章门电路[1]


PPT文档演模板
数字电子技术基础》(第五版第八章 门电路[1]
8.3.2 PAL的输出电路结构和反馈形式
一. 专用输出结构
PPT文档演模板
•用途：产生组合逻辑电 路
数字电子技术基础》(第五版第八章 门电路[1]
二. 可编程输入/输出结构
PPT文档演模板
•用途：组合逻辑电路，
•有三态控制可实现总线连接
数字电子技术基础》(第 五版-第八章门电路
PPT文档演模板
2020/11/21
数字电子技术基础》(第五版第八章 门电路[1]
第八章 可编程逻辑器件
PPT文档演模板
数字电子技术基础》(第五版第八章 门电路[1]
第八章 可编程逻辑器件 （PLD, Programmable Logic Device）
以上各种PLD均需离线进行编程操作，使用开发系统
一、开发系统 1. 硬件：计算机+编程器 2. 软件：开发环境（软件平台） 3. VHDL, Verilog 4. 真值表，方程式，电路逻辑图（Schematic） 5. 状态转换图（ FSM）
PPT文档演模板
数字电子技术基础》(第五
数字电子技术基础》(第五版第八章 门电路[1]
编程单元
OLMC
采用E2CMOS 可改写
PPT文档演模板
数字电子技术基础》(第五版第八章 门电路[1]
PPT文档演模板
•GAL16V8
数字电子技术基础》(第五版第八章 门电路[1]
8.4.2 OLMC
•数据选择器
PPT文档演模板
数字电子技术基础》(第五版第八章 门电路[1]
8.4.3 GAL的输入和输出特性
五. 运算反馈结构
数电第八章57页PPT

数电第八章57页PPT


0

vd
0
vO
1
v
0
I2
V DD V TH
0 vO
0
tw
t1
t2
I2
vO1
t
t
I2 =VTH产生如下正反馈过程：
vI2 vO vO1
迅速使 o1 = 1 o =0 电容放电 c =0
电路由暂稳态自动返回到稳态
1
0
t
vO1
vO
G1 1
t
vI Cd
vd
Rd
t
1 G2
CD

v

C
v I2 R
vO
A1
A2 B vI
A2
Q
B
Q
VCC
vI
0 vO1
t1 tw1
0 vO
tw2
0
t tw1
t
tw2 t
4. 组成噪声消除电路
如用I作为下降沿触发的计数器触发脉冲,干扰加入,就会造 成计数错误.
C
R
VCC
Cext Rext/Cext
噪声
7412
A1 1
Q
A2
Q
1D C1
vI
vO
Q
vI
B
R
vO
单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度而小于信号脉宽，才可 消除噪声。
VT+
(1
R1 R2
)VTH
(3) υI1 VTH电路,维持 υ O=VOH 不变
(4)当υI下降, υI1也下降 ,只要υI1 > VTH， 则保持 υo =VOH
当 υI1 =VTH，电路产生如下正反馈 ：
R2

第八章 逻辑门电路

第八章逻辑门电路一、填空题1．在时间上和数值上均作连续变化的电信号称为信号；在时间上和数值上离散的信号叫做信号。

2．在正逻辑的约定下，“1”表示电平，“0”表示电平。

3．数字电路中，输入信号和输出信号之间的关系是关系，所以数字电路也称为电路。

在关系中，最基本的关系是、和。

4．具有基本逻辑关系的电路称为，其中最基本的有、和非门。

5．具有“相异出1，相同出0”功能的逻辑门是门，它的反是门。

6．数字集成门电路按元件的不同可分为TTL和CMOS两大类。

其中TTL 集成电路是型，CMOS集成电路是型。

集成电路芯片中74LS系列芯片属于型集成电路，CC40系列芯片属于型集成电路。

7．功能为“有0出1、全1出0”的门电路是门；具有“”功能的门电路是或门；实际中集成的门应用的最为普遍。

8．普通的TTL与非门输出只有和两种状态；经过改造后的三态门除了具有态和态，还有第三种状态态。

9．使用门可以实现总线结构；使用门可实现“线与”逻辑。

10．一般TTL集成电路和CMOS集成电路相比，集成门的带负载能力强，集成门的抗干扰能力强；集成门电路的输入端通常不可以悬空。

11．一个管和一个管并联时可构成一个传输门，其中两管源极相接作为端，两管漏极相连作为端，两管的栅极作为端。

12．TTL集成电路，同一芯片上的输出端，不允许联使用；同一芯片上的CMOS集成电路，输出端可以联使用，但不同芯片上的CMOS集成电路上的输出端是不允许联使用的。

13．TTL门输入端口为逻辑关系时，多余的输入端可处理；TTL 门输入端口为逻辑关系时，多余的输入端应接电平；CMOS门输入端口为“与”逻辑关系时，多余的输入端应接电平，具有“或”逻辑端口的CMOS门多余的输入端应接电平；即CMOS门的输入端不允许。

14.只有当决定一件事情的所有条件都具备时，这件事情才会发生，这样的逻辑关系称为。

15.当决定一件事情的所有条件中，只有具备一个或一个以上的条件，这件事情就发生，这样的逻辑关系称为。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

它由积分器、过零比较器（C）、时钟脉冲控制门（G）和定时 器、计数器（FF0～FFn）等几部分组成。
输入电压
+ vI A
VREF B 基准电压
S1 VS1
S2
R
C
A
vO
1(VO≤0)
CO= 0 (VO＞0)
vC
C
n 级计数器
FFn
1
FFn-1 1
Qn
Qn-1
1J
1J
C1
C1
1K
1K
R
R
FF1 Q1
1
一． 逐次比较型A/D转换器 1． 转换原理：
有效砝码的总重量逐次逼近重物的重量：
G≈d3g3+ d2g2+ d1g1+ d0g0
di
转换数码为 d3~d0=1111
1 有效 0 无效
2、逐次比较 ADC转换框图：
四位逐次比较 ADC 原理图如下。 工作原理：
首先，比较寄存器施加最
高有效位 B4为“1”输入到 DAC转换为模拟输出，在比
i0
电路的特点：突出速度较快。
因为，各支路电流直接运放输入端，不存在传输时间，从而减少了动态 误差，提高了转换速度。
8. 2. 2 主要指标及集成 DAC
分辨率——D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。
输入数字量位数越多，分辨率越高。所以，在实际应用中，常用数字量的位数表示 D/A转换器的分辨率。
8 . 3 模数转换器( ADC)
1 采样保持
保持
理想开关
vI
T VC A
...Dn-1
vo (t) ADC的
量化编码
D1
电路
S(t)
与T导通电
C 阻构成保持
电路VC=VI
D0 数字量输出（n位）
2次取样间隔，Ssc 保持不变，供量
化 和编码
采样
图8.3.1 取样保持过程示意图
取样定理：取样脉冲的频率fS大于输入电压Vsr最高频率fmax的2倍，取样后的信号Vsc 可以精确的重复原来输入的连续信号。
本章小结
1．A/D和D/A转换器是现代数字系统的重要部件，应用日益广泛。
2．倒T型电阻网络D/A转换器中电阻网络阻值仅有R和2R两种，各2R支 路电流Ii与Di数码状态无关，是一定值。由于支路电流流向运放反相端
时不存在传输时间，因而具有较高的转换速度。
3．在权电流型D/A转换器中，由于恒流源电路和高速模拟开关的运用使 其具有精度高、转换快的优点，双极型单片集成D/A转换器多采用此 种类型电路。
3、分类
• 直接比较型：输入模拟信号直接与作为标准的参 考电压进行比较得到按数字编码的数字量或直接 得到数字量。这种类型有反馈式、逐次比较式、 电压比较式。
• 间接比较型：输入模拟信号不是直接与参考电压 进行比较，而是将两者都变为某种物理量再进行 比较，然后将比较所得的时间（T）或频率（f） 进行数字编码。这种类型有双积分式，电压频率 变换式。
1 RC
t2
t1
(VREF
)dt
VREF
RC
T2
V T REF 2 RC
VP
T1 RC
VI
于是
N2
V1
VREF
NI
T2
T1
VREF
VI
上式看出， 由于N1、VREF都是定值，所以数字量N2正比 于输入电压VI。模拟量也就转换成了数字量。
注意：RC被消去了，这意味着元件参数 及电路延迟等造 成的误差，由于2次积分而抵消了。
A
vo
+
S0
S1
S2
S3
2RR 2R
I 16R 2R
R
I 8R
2R
R
I 4
2R
R
I 2
+VREF
I
II
II
I
I
16
8 16
42
2
分析计算： 基准电流: I=VREF/R，
流过各开关支路（从右到左）的电流分别为 I/2、I/4、I/8、I/16。
总电流：i
D3
I 2
D2
I 4
D1
I 8
D0
I 16
VREF 22 R
当Di=0时，Si将电阻2R接地。
所以，无论Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻均接“地”（地或虚地）。
(LSB)
D0
D1
(MSB)
Rf
D2
D3
iΣ
A
vo
+
S0
S1
S2
S3
2R 2R
I
16
2R
R
I 8
2R
R
I 4
2R
R
I 2
+VREF
I
I
16
8
I
I
I
4
2
(LSB)
D0
D1
(MSB)
Rf
D2
D3
iΣ
作业
复习D/A、A/D转换器电路的组成，工作原理。
4．不同的A/D转换方式具有各自的特点，并行A/D转换器速度高；双积 分A/D转换器精度高；逐次比较型A/D转换器在一定程度上兼有以上 两种转换器的优点，因此得到普遍应用。
5．A/D转换器和D/A转换器的主要技术参数是转换精度和转换速度，在 与系统连接后，转换器的这两项指标决定了系统的精度与速度。目前， A/D与D/A转换器的发展趋势是高速度、高分辨率及易于与微型计算 机接口，用以满足各个应用领域对信号处理的要求。
100
将量化的数值用二进制
011
数码表示。
010
凡0~（1/8）V间的模拟电压都
0 ×量化单位看待，用000表示； 001
凡1/8~（2/8）V间的模拟电压都 000
1 ×量化单位看待，用001表示等。 0 1 2
1 LSB(最低8位） 8
2
ADC
数字输出
理想线
量化阶梯
3 4 5 6 7 1V 8 8 8 8 8 模拟输入
分辨率也称转换器分辨模拟信号的灵敏度。 它同转换器的位数和满刻度值（FSR-Full
Scale Range）有关 。
分辨率一般表示为:
满刻度值
S
1
FSR
位数
2n
例一个8位 DAC，若输出变化范围为 0 ~ 10 V，其分辨率为 :
10 S 28 0.039V
此外，也可用D/A转换器的最小输出电压(数字量：00000001)与最大输 出电压(数字量：全1）之比来表示分辨率，N位D/A转换器的分辨率可表示 为 1/（2n-1）×VOmax/ VOmax =1/（2n-1） 。
t=T1=N1 TCP=2nTCP
N1—n位计数器的容量。TCP—CP的脉冲的周期。
第一次积分结束时，因Vi保持不变，积分器的输出电压VP（VO）为：
VO
VP
vi
RC
t1
vi
RC
T1
2 T n CP RC
VI
（3）第二次积分阶段
当t=t1时，S1转接到B点，基准电压－VREF加到积分器的输入端；积分器
开始反向积分。
vO (t 2 )
VP
1 RC
t2
t1
(VREF )dt
同时，N级计数器又从0开始计数。
当t=t2时，积分器输出电压vO>0V，比较器输出vC=0，控制门G被关 闭，计数停止。
在此阶段结束时vO的表达式可写为：
vO (t2)
VP
1 RC
t2
t1
(VREF )dt
0
设T2=t2－t1，于是有：VP
•精度：实际转换特性与理想转换特性的偏差。
• 转换时间：转换器完成一次转换所需的时间。
集成 DAC 7541
+VREF 10k
10k
10k
20k
20k 20k 20k
20k
VO
S11
S10
S9
S0
211
210
29
MSB
Iout1 Iout2
20 LSB
图8.2.10 AD7541电路原理图
1）分辨率 12位 2）外接参考电压和运算放大器 • R1--T 电阻网络的补偿电阻，可调节电阻网络的输出电流。 • R2--反馈补偿电阻，用于补偿 Rf 偏差。
数字信号
(b) 3位二进制输入时DAC转换特性
对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相
应的模拟量，然后相加，即可得到与数字量成正比的总
模拟量，从而实现数字/模拟转换。
8.2.2 DAC电路
2． R-2R倒T形电阻网络D/A转换器（4位）
图中S0～S3为模拟开关，由输入数码Di控制， 当Di=1时，Si接运算放大器反相输入端（虚地），电流Ii流入求和电路；
较器进行第一次比较。如果
待转换模拟电压
DAC输出小于模拟输入，则
B4 =1 在寄存器中保存，相 反则清“0”。
比较器 LSB
然后，寄存器继续令次高
位B3 =1，连同第一次结果 ， 经DAC转换再同输入进行比较，
根据比较结果决定B3的取舍。 如此，逐位进行比较，直
到最低位比较完必，转换结束。MSB五．双积分型A/D转换器
8 . 2 数模转换器 (DAC)
8. 2 . 1 DAC 的原理 输入D0、D1~Dn-1为 n 位二进制数字信号；输出VO为与
二进制输入成正比的模拟电压信号。
D0 D1
.. .
Dn-1 输入
D/A转换器
vo
输出
(a) D/A输入、输出关系框图