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第十一章 数模和模数转换器

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第11章数模与模数转换器习题与参考答案(最新整理)

第11章数模与模数转换器习题与参考答案(最新整理)

. .
1 9 10
7 2 3 4 5 6
CLR LOAD
ENT ENP CLK A B C D
74160
..
RCO 15 14
Q A 13 Q B 12 Q C 11 QD
.
74LS04 1
1
1
1
. .
+5V
. .
510¦¸
510¦¸
510¦¸
510¦¸
【题 12-5】 试设计一个采用 74HC595 的 8 位共阳数码管显示电路，由于室内显示，不需
.
.
12 13
R0(1) R0(2)
10 11
CKA CKB
QA 9
QB QC
5 4 8
QD
.
+12V
.
D0
D1 . D2
D3
1
1
1
1
74LS293
74LS04
.
1
1
1
1
CLK 1k¦¸
RESET
&
7406
1k¦¸
74LS00
.
20k¦¸
10k¦¸
5V
. 20k¦¸
.
.
.
1k¦¸
20k¦¸ 10k¦¸
要很亮，可以采用 74HC595 直接驱动（电源为+5V）。
解：采用 74HC595 扫描驱动。电路图如下：
.
.
.
.
hgf edcba .
15 1 2 3 4 5 6 7 9
QH1
QH
QG
QF
74HC595
SRCK QE
SRCLR QD

模数(A／D)和数模(D／A)转换

模数(A／D)和数模(D／A)转换

模数(A／D)和数模(D／A)转换模数（A/D）和数模（D/A）转换11.1模数转换和数模转换概述11.1.1一个典型的计算机自动控制系统一个包含A/D和D/A转换器的计算机闭环自动控制系统如图11.1所示。

传感器μV，mV控制传感器放大滤波几伏放大滤波多路开关MU某采样保持S/H模拟A/D数字I/O转换接口计算机对象执行部件多路开关MU 某模拟D/A数字I/O转换接口图11.1典型的计算机自动控制系统在图11.1中，A/D转换器和D/A转换器是模拟量输入和模拟量输出通路中的核心部件。

在实际控制系统中，各种非电物理量需要由各种传感器把它们转换成模拟电流或电压信号后，才能加到A/D转换器转换成数字量。

一般来说，传感器的输出信号只有微伏或毫伏级，需要采用高输入阻抗的运算放大器将这些微弱的信号放大到一定的幅度，有时候还要进行信号滤波，去掉各种干扰和噪声，保留所需要的有用信号。

送入A/D转换器的信号大小与A/D转换器的输入范围不一致时，还需进行信号预处理。

在计算机控制系统中，若测量的模拟信号有几路或几十路，考虑到控制系统的成本，可采用多路开关对被测信号进行切换，使各种信号共用一个A/D转换器。

多路切换的方法有两种：一种是外加多路模拟开关，如多路输入一路输出的多路开关有：AD7501，AD7503，CD4097，CD4052等。

另一种是选用内部带多路转换开关的A/D转换器，如ADC0809等。

若模拟信号变化较快，为了保证模数转换的正确性，还需要使用采样保持器。

在输出通道，对那些需要用模拟信号驱动的执行机构，由计算机将经过运算决策后确定的控制量（数字量）送D/A转换器，转换成模拟量以驱动执行机构动作，完成控制过程。

第11章模数（A/D）和数模（D/A）转换28711.1.2模/数转换器（ADC）的主要性能参数1.分辨率它表明A/D对模拟信号的分辨能力，由它确定能被A/D辨别的最小模拟量变化。

一般来说，A/D转换器的位数越多，其分辨率则越高。

数模和模数转换器PPT课件

数模和模数转换器PPT课件
行A/D转换，适用于分辨率较高而转换速度适中的场合。
知识点精讲
【知识点1】DAC的分析与计算
【例1】有一个5位T型电阻DAC，已知 =10V， f =3R，输入的数字信号 4 3 2 1 0 =11010，
试求输出电压0 和最大输出电压 。
【分析】T型电阻DAC只用R和2R两种电阻，电路有两个特点:
≈ 0.001 × 50 = 0.05
知识点精讲
【例5】（2014年对口招生考试题）一个8位D/A转换器的最小电压增量为0.01V，当输入代码
为10011010时，输出电压是
A.1.28V
B.1.54V
（
C.1.45V
）
D.1.56V
【分析】最小输出电压增量是指对应于输入最小数字量的输出模拟电压值，也就是指数字量每增加一个
0 = −
=−
4
(2 4 + 23 3 + 21 1 + 20 0 )
5
2
10
(16
32
+ 8 + 0 + 2 + 0)
= −8.125
显然，当5 、4 、3 、2 、1 、0 全为1时输出电压0 最大，为
= −
10
(16 + 8 + 4 + 2 + 1)
转换器或DAC。
1.DAC的类型
（1）T型电阻DAC
电路如图10-1所示:
特点:只用R和2R两种电阻，精度容易保证，各模拟开关的电流大小相同，但在开关状态切换时
容易出现尖峰脉冲。
知识清单
（2）倒T型电阻DAC
电路如图10-2所示:
特点:各模拟开关的电流与开关状态无关，可进一步提高转换速度。

《数模和模数转换器》课件

《数模和模数转换器》课件
2 产品手册和技术资料
提供相关厂家的产品手册和技术资料的参考文献。
类型及应用场景
探索模数转换器的各种类型以及它们在不同应用领 域中的应用情况。
数模和模数转换器的比较
1
异同对比
比较数模和模数转换器在原理、功能和
选择原则
2
应用方面的相同点和不同点。
研究选择数模和模数转换器时需要考虑 的因素和决策原则。
数模和模数转换器在实际应用中的案 例分析
音频应用
探讨数模和模数转换器在音频方面应用的典型案例，如音乐制作和音频设备中的应用。
视Hale Waihona Puke 应用探索数模和模数转换器在视频处理和图像采集方面的重要性和实际应用案例。
传感器应用
研究数模和模数转换器在传感器技术中的关键作用，如温度、压力和光传感器。
结论
总结数模和模数转换器在现代电子领域中的重要性，并展望其未来发展的趋势。
参考文献
1 专业书籍、期刊论文、技术文献
列举与该主题相关的专业书籍、期刊论文、技术文献等的参考文献。
《数模和模数转换器》 PPT课件
# 数模和模数转换器 PPT课件大纲
介绍
数模和模数转换器将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信 号。探讨其定义、重要性、和应用领域。
数模转换器
二进制数和模拟信号的转换
深入了解数字信号如何通过数模转换器转化为 连续的模拟信号。
DAC芯片
介绍数模转换器所常用的数字模拟转换芯片 （DAC芯片）。
工作原理
解释数模转换器如何工作，并探讨其基本原理。
类型及应用场景
探索数模转换器的不同类型以及其在各个应用 领域中的使用情况。
模数转换器
模拟信号和二进制数的转换

数模和模数转换

数模和模数转换
详细ห้องสมุดไป่ตู้述
按位数分类，数模转换器可分为二进制数模转换器和十进制 数模转换器。按工作方式分类，数模转换器可分为静态数模 转换器和动态数模转换器。按输入/输出接口分类，数模转换 器可分为独立式和并联式数模转换器等。
02
模数转换器（ADC）
定义
模数转换器（ADC）是一种将模拟信 号转换为数字信号的电子设备。它通 过一系列的电子和逻辑电路，将连续 的模拟信号转换为离散的数字信号。
04
数模和模数转换的挑战与解 决方案
量化误差
要点一
总结词
量化误差是由于数模转换器（DAC） 或模数转换器（ADC）的有限分辨率 和动态范围引起的误差。
要点二
详细描述
量化误差是由于数模转换器或模数转 换器的有限分辨率和动态范围引起的 误差。在数模转换中，量化误差表现 为输出模拟信号的不连续性，而在模 数转换中，量化误差表现为输入模拟 信号的失真。
像。
图像识别与处理
02
通过数模转换将图像从模拟信号转换为数字信号，进行图像识
别、分析和处理。
图像压缩与传输
03
利用数模转换技术对图像数据进行压缩和传输，提高传输效率
和降低存储成本。
通信系统
01
02
03
数字信号传输
数模转换将数字信号转换 为模拟信号，用于调制解 调器进行数据传输。
频分复用
通过模数转换将不同频率 的模拟信号转换为数字信 号，实现频分复用，提高 通信容量。
逐次逼近型ADC
逐次逼近型ADC采用一个比较器和逐位逼近的方法，通过 逐步调整参考电压来逼近输入电压，最终得到数字输出。 它的分辨率较高，但转换速率相对较慢。
积分型ADC
积分型ADC通过测量输入电压引起的电容充电时间来得到 数字输出。它的分辨率较高，但受限于积分器的线性度和 稳定性。

数电第十一章数模和模数转换详解演示文稿

数电第十一章数模和模数转换详解演示文稿
数电第十一章数模和模数转换 详解演示文稿
第1页，共128页。
（优选）数电第十一章数模和 模数转换
第2页，共128页。
1.用途：
11.1 概述
一个计算机控制系统的框图如图11.1.1所示。
控制 对象
非电量
传感器
模拟量
模/数 转换器
数字量
计算机
数字量
数/模 转换器
执行 机构
模拟量
图11.1.1 计算机控制系统框图
第10页，共128页。
1.组成：
图11.2.2是4位权电阻网络D/A转换器的原理图，它是 由权电阻网络、4个电子模拟开关和1个求和放大器组成。
权电阻网络
模拟开关
求和放大器
图11.2.2
第11页，共128页。
（1）S3~S0:为电子开关， 其状态受输入数码d3~d0 的取值控制。当di＝1时 开关接到参考电压
值，可以将VREF取负值。
2. 此电路的优点是电路结构简单，所用的电阻元件少。缺点 是各个电阻的阻值相差较大，输入数字量的位数越多，差别 就越大，故很难保证电阻的精确度。
第16页，共128页。
为了克服这个缺点，在输入数字量较多时可采用图 11.2.3所示的电路。
Rs=8R
23 R 22 R 21 R 20 R
第5页，共128页。
2.A/D转换器：
将模拟信号转换成数字信号的过程称为模/数转换 （Analog to Digital），实现的电路称为A/D转换器，简 写为ADC（Analog－Digital Converter）。
A/D转换器的类型可分成直接A/D转换器和间接A/D转换 器。在直接A/D转换器中，输入的模拟电压信号直接被转换成相 应的数字信号；而在间接A/D转换器中，输入的模拟信号首先被 转换成某种中间变量（如时间、频率等），然后再将这个中间 量转换成输出的数字量。

数模与模数转换器PPT课件

数模与模数转换器PPT课件

I
＜
10
16VREF
190//1166VVRREEFF
vI
vO
D0
3． 逻辑电路
D/A 转换器
D1
D2
01 vC
0
R Q0
C1 S
FF0
01
10
0
01
Q1
R 1D
10
C1
S
FF1
10
R
Q 2 1D 10
C1 S
FF2
0
Q3
R 1D
10
C1
S
FF3
VREF D3
D3（ MSB）
1
D2
D1
D0 （ LSB）
（2）转换速率（SR）——在大信号工作状态下模拟电压的变化率。 3. 温度系数——在输入一定时，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来表示。
9.2 A/D转换器
一．A/D转换的一般步骤和取样定理
由于输入的模拟信号在时间上是连续量，所以一般的A/D转换过程为： 取样、保持、量化和编码。
R-2R倒T形电阻网络
基准电流: I=VREF/R，
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
VREF R
(
D0 24
D1 23
D2 22
D3 21
)
VREF 24 R
3 i0
( Di
2i )
输出电压：
vO
D/A 转换器
D1
D2
1 vC
01

第11章数模与模数转换——讲义

第11章数模与模数转换——讲义

第11章数模与模数转换——讲义第一篇：第11章数模与模数转换——讲义第11章数-模和模-数转换【学时分配】2学时，周二1~2节。

【教学目的与基本要求】1、熟练掌握A/D与D/A转换的电路结构和工作原理。

主要是倒梯形电阻网络、逐次逼近型、双积分A/D转换的工作特点及适用场合。

2、正确理解D/A转换器的主要参数和衡量它们的技术指标。

【教学重点与教学难点】教学重点：1、各种D/A转换器的电路结构特点和工作原理；2、掌握D/A转换器的参数计算和主要性能指标。

3、各种A/D转换器的电路结构特点和工作原理；4、掌握A/D转换器的参数计算和主要性能指标。

教学难点：权电阻型D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构与工作原理【教学内容与时间安排】一、数/模（D/A）和模/数(A/D)转换的概述（约0.4学时）1、数/模和模/数转换的定义2、ADC和DAC的两个性能指标转换速度和转换精度是衡量A/D转换器和D/A转换器性能优劣的主要标志。

3、ADC和DAC的常见类型常见的D/A转换器有权电阻网络D/A转换器，倒梯形电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器、权电容网络D/A转换器以及开关树形D/A转换器等几种类型。

常见的A/D转换器可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器，在直接A/D转换器中，输入的模拟电压信号直接被转换成相应的数字信号，而在间接A/D转换器中，输入的模拟信号首先被转换成某种中间变量，然后再将这个中间变量转换为输出的数字信号。

二、D/A转换器（约0.8学时）1、权电阻网络D/A转换器a.电路结构：由数码锁存器、电子开关、权电阻网络及求和电路构成b.原理：c.电路输出V0与数字输入成比例关系d.电路特点：结构比较简单，所用的器件少，缺点是所用的各个电阻组织相差较大，尤其在输入信号位数较多时，问题更为突出，难以保证每个电阻具有很高的精度，不利于制作集成电路。

2、倒T形电阻网络转换器a.电路构成：电阻网络中只有R和2R两种阻值。

模数(A／D)和数模(D／A)【ADC0809】

模数(A／D)和数模(D／A)【ADC0809】

291
292
微型机原理及应用
1.3 DAC0832 数/模转换器
D/A 转换器是指将数字量转换成模拟量的电路。数字量输入的位数有 8 位、12 位和 16 位等，输出的模拟量有电流和电压两种。
1.3.1 数/模转换器原理
VR 1R 2R 4R 8R d1 d2 d3 d4 S1 S2 S3 S4 I1 I2 I3 I4 Io ∑ A Vo RF
1.1 模数转换和数模转换概述
1.1.1 一个典型的计算机自动控制系统
一个包含 A/D 和 D/A 转换器的计算机闭环自动控制系统如图 11.1 所示。
传感器 μ V，mV 控制 传感器
放大滤波 几伏 放大滤波
多路 开关 MUX
采样 保持 S/H
模 拟
A/D
数 字
I/ O
转换
接口 计算机
对象
执行 部件
第 11 章 模数（A/D）和数模（D/A）转换 ④ 8 位锁存器和三态门
291
当输入允许信号 OE 有效时， 打开三态门， 将锁存器中的数字量经数据总线送到 CPU。 由于 ADC0809 具有三态输出，因而数据线可直接挂在 CPU 数据总线上。 图 1.2.2b 给出了 ADC0809 转换器的引脚图，各引脚功能如下： IN0~IN7：8 路模拟输入通道。 D0~D7： 8 位数字量输出端。 START：启动转换命令输入端，由 1→0 时启动 A/D 转换，要求信号宽度>100ns。 OE： 输出使能端，高电平有效。 ADDA、ADDB、ADDC：地址输入线，用于选通 8 路模拟输入中的一路进入 A/D 转 换。其中 ADDA 是 LSB 位，这三个引脚上所加电平的编码为 000~111，分别对应 IN0~IN7， 例如，当 ADDC=0，ADDB=1，ADDA=1 时，选中 IN3 通道。 ALE： 地址锁存允许信号。用于将 ADDA~ADDC 三条地址线送入地址锁存器中。 EOC： CLK： 转换结束信号输出。转换完成时，EOC 的正跳变可用于向 CPU 申请中断， 时钟脉冲输入端，要求时钟频率不高于 640KHZ。 其高电平也可供 CPU 查询。 REF（+） 、REF（-） ：基准电压，一般与微机接口时，REF（-）接 0V 或-5V，REF（+） 接+5V 或 0V。

第11章 数模-模数转换总结

第11章 数模-模数转换总结

论上应得到的输出数字量之间的误差小于最低位的半个字。
1 LSB ，就表明实际输出的数字量和理 2
例：某信号采集系统要求用一片A/D转换集成芯片在1s内对16个热电 偶的输出电压分数进行A/D转换。已知热电偶输出电压范围为0～25mV （对应于0～450℃温度范围），需分辨的温度为0.1℃，试问应选择 几位的A/D转换器？ 解： 分辨率= 0.1
任何导线都可以被理解成电阻，因此，尽管连在一起的 “地”，其各个位置上的电压也并非一致的，对于数字电路， 由于噪声容限较高，通常是不需要考虑“地”的形式的，但对 于模拟电路而言，这个不同地方的“地”对测量的精度是构成 影响的，因此，通常是把数字电路部分的地和模拟部分的地分 开布线，只在板中的一点把它们连接起来（通过0欧姆电阻）。
二、D/A转换器的主要电路形式 1. 权电阻网络D/A转换器
(MSB) dn-1 dn-2
数字量输入
d2 d1
UREF
(LSB) d0
双向模拟开关
Sn-1 In-1 2R
0
Sn-2 In-2 2R
1
S2 … I2 2 R
n-3
S1 I1 2 R
n-2
S0 I0 2 R I － A +
n-1
RF (R/2)
13
11.2 数模转换器
DAC0832的三种工作方式
（a）双缓冲方式：采用二次缓冲方式，可在输出的同时，采集下一个数 据，提高了转换速度；也可在多个转换器同时工作时，实现多通道D/A的 同步转换输出。 （b）单缓冲方式：此时只需一次写操作，就开始转换，提高了D/A的数 据吞吐量。 14 （c）直通方式：输出随输入的变化随时转换。
运算放大器输出电压为
n-1 n-1

数模与模数转换器介绍课件

数模与模数转换器介绍课件

功耗：数模转换器功耗低，模数转换器功耗高
精度：数模转换器精度高，模数转换器精度低
成本：数模转换器成本高，模数转换器换器：用于将数字信号转换为模拟信号，如音频、视频等信号处理领域。
2
模数转换器：用于将模拟信号转换为数字信号，如传感器、测量仪器等数据采集领域。
3
数模与模数转换器：用于实现信号的混合处理，如通信、控制系统等复杂信号处理领域。
数模与模数转换器介绍课件
演讲人
目录
数模转换器
01
模数转换器
02
数模与模数转换器的比较
03
数模与模数转换器的设计
04
1
数模转换器
基本原理
数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的设备
基本原理是通过对数字信号进行采样、量化和编码，生成模拟信号
采样是将连续的时间信号离散化，量化是将离散的信号值量化为有限个离散值，编码是将量化后的信号值转换为模拟信号
4
更小体积：随着集成电路技术的进步，数模与模数转换器在减小体积方面不断取得突破，以满足便携式设备的需求。
4
数模与模数转换器的设计
设计原则
01
精度：保证转换的准确性和精度
02
速度：满足系统实时性要求
03
功耗：降低功耗，提高能源效率
04
成本：在保证性能的前提下，降低成本
设计方法
01
确定转换器的类型和参数
4
数模与模数转换器：用于实现信号的实时处理，如音频、视频等实时信号处理领域。
发展趋势
1
更高精度：随着技术的进步，数模与模数转换器的精度不断提高，以满足更高要求的应用需求。
2
更低功耗：随着节能环保理念的普及，数模与模数转换器在降低功耗方面不断取得突破，以满足便携式设备的需求。

《数模和模数转换》课件

《数模和模数转换》课件

量化
将采样得到的样值进行量 化处理，将连续的模拟量 转化为离散的数字量。
编码
将量化后的数字量转换成 二进制或多进制的数字代 码。
ADC的分类
逐次逼近型ADC
逐次逼近型ADC采用逐次比较的 方法，将输入模拟信号与内部参 考电压进行比较，逐步逼近输入 信号的电压值。
并行比较型ADC
并行比较型ADC采用多个比较器 ，将输入模拟信号与多个参考电 压进行比较，以得到输入信号的 数字代码。
此外，新型封装技术的采用也将有助于减小转换器的尺寸。例如 ，采用球栅阵列封装(BGA)和晶片级封装(WLP)等新型封装技术 ，可以减小封装体积并提高集成度。
PART 05
总结
数模和模数转换的重要性和应用领域
01
重要性和应用领域
数模和模数转换是数字信号处理中的关键技术，广泛应用于通信、雷达
、音频处理、图像处理等领域。通过数模和模数转换，可以实现信号的
2023-2026
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2023-2026
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《数模和模数转换》 PPT课件
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 数模转换器（DAC） • 模数转换器（ADC） • 数模和模数转换的应用 • 数模和模数转换的未来发展 • 总结
PART 01
数模转换器（DAC）
DAC工作原理
数字信号输入
将数字信号输入到DAC中。
PART 03
数模和模数转换的应用
音频处理
数字音频播放
将模拟音频信号转换为数字信号，通 过数字音频播放器进行播放，可以实 现更高质量的音频输出。
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ADC的分类



积分型 逐次逼近型 并行比较型 Sigma-delta型 流水线型
7.2.4 积分型ADC

双积分型ADC——积分两次 原理：将输入电压转换成时间，然后由定时器 （计数器）获得数字值
工作波形
（1）起始状态 在积分转换开始之前，电容放电、控制电路使 计数器清零 （2）积分器对输入的模拟电压Ui进行定时积分
Ui N2 N1 UREF
Ui N2 N1 UREF
由于Uref和N1固定，因此N2与输入的转换电压 Ui成正比。
完成对-Uref的积分之后，该电路又返回第一步， 重新对下一个采样Ui积分


可以看出，计数器的计数值N2与输入的电压 Ui成正比 双积分型A/D转换器的性能比较稳定，转换精 度高，具有很高的抗干扰能力，电路结构简单， 其缺点是工作速度低


7.3.6倒T型电阻网络DAC


不管输入信号是1还是0，流过每个支路电阻的电流始终不 变。（0和1都接地） 从参考电压UR端流入的总电流保持不变I=Uref/R


流经RF的电流为IO1，d0-d3为1时，电流各电 阻电流流经IO1 d3=1时，I3=Uref/2R；同理可推出各个电阻上留
7.3.9 主要技术指标
1．分辨率 分辨率是指D/A转换器能分辨最小输出电压变化量(ULSB)与 最大输出电压（UMax）即满量程输出电压之比
ULSE 1 1 n n UMAX 2 1 2 DAC的位数越多，能分辨的最小输出电压就越小，分辨率 也越高
2.精度



D/A转换器的精度是指实际输出电压与理论输出 电压之间的偏离程度 D/A转换器满量程输出电压是7.5V，如果误差为 1%，就意味着输出电压的最大误差为±75mV。也 就是说输出电压的范围在7.575V和7.425V之间。 转换精度与DAC的位数有关，一般而言位数越多 精度越高。但转换精度还受其它因素的影响，如 运放的精度、电阻精度等。
第七章 数模和模数转换
模数转换器 数模转换器
7.1 概述


数字电子电路、数字信号处理技术的发展，数 字化——数字通讯、数字测量仪表、数码影音、 数字控制 温度、压力、声音…连续的非电量经传感器转 换为连续的电信号（模拟电信号）


模拟电信号经模数（A/D）转换为数字量，利 用计算机或数字电路对数字量进行处理 处理好的数字量最终经数模（D/A）转换变为 模拟量


由于采样值不可能是Δ 的整数 倍，因此量化过程中必然会引 进误差 量化误差： 满量程1V，使用3位二进制代 码表示，Δ =1/8V，最大量化 误差就为Δ
111 110 101 100 011 010 001 000
1V 7/8V 6/8V 5/8V 4/8V 3/8V 2/8V 1/8V 0V
7.2.6 并联比较型 ADC

由基准电压、电阻分 压器、电压比较器、 寄存器和编码器等五 部分组成


并联比较型A/D转换器的最大优点是转换速度 快，它是各种A/D转换器中速度最快的一种。 并联比较型A/D转换器的主要缺点是使用的比 较器和触发器较多。随着分辨率的提高，所需 元件数目要按几何级数增加。
7.2.5 逐次逼近(反馈比较)型ADC
顺序 1 2 3 4 砝码重量 8g 8g+4g 8g+2g 8g+2g+1g 比较判别 8g<11.3g 12>11.3g 10g<11.3g 11g<11.3g 该砝码是否保留 保留 不保留 保留 保留
工作原理：


顺序脉冲发生器输出的顺序脉冲首先将寄存器 的最高位置“1” 经数-模转换器转换为相应的模拟电压UAn送入 比较器与待转换的输入电压Ui进行比较，若 UAn>Ui，说明数字量过大，将最高位的“1” 除去，而将次高位置“1”。

T形电阻网络DAC中只由R和2R两种阻值的电阻。

当d0=1，其余各位为0时


对d1=1,d2=1,d3=1分别用上述方法等效，可 得到对应的二端口电压分别为UR/8、UR/4、 UR/2——与权重成正比 应用叠加定理：

缺点：从Uref加到各级电阻上开始到运算放大器 输入稳定为止，需要一定的传输时间，在位数较 多时将影响D/A转换器的工作速度。 由于各级电压信号到运算放大器输入端的时间有 先有后，可能在输出端产生相当大的尖峰脉冲。 提高转换速度和减小尖峰脉冲的有效方法是将T 型电阻网络电路改成倒T形电阻网络D/A转换电路
DA转换器原理
D/A转换器由数码寄存器、模拟电子开 关电路、解码网络、求和电路及基准电路 等部分组成。 数字量分别控制对应位的模拟开关， 使数码为1的位在位权网络上产生与之成正 比的电流值，再由求和电路将各种权值相 加，即得到数字量对应的模拟量。
基 准 电压
数 码 寄 存器
n位 模拟 开关
数码 网络

转换速率 完成一次模数转换所需的时间 低速：积分型 中速：逐次逼近型 高速：全并行 采样速率应小于等于转换速率，常用的单位是 ksps或Msps（samples per second）


量化误差：分辨率有限引起的，一般表示为 1LSB或1/2LSB。理想曲线为直线实际曲线为 阶梯状曲线。 偏移误差：输入信号为零时，输出信号不为零 满刻度误差：满刻度输出时对应的输入信号与 理想输入信号之差
7.2.2采样－保持电路


图7-4在VL为高电平时，Vi对电容C充电，电 容C上的电压等于Rf上的电压。若RF＝R1， 那么电容上的电压就是-Vi VL为低电平时，电容上的电压保持不变
7.2.3 量化和编码




量化：用一个最小尺度Δ 去衡量采样后的电压 信号 编码：采样值除以Δ 所得的数值可以用不同的 编码方式来表示：二进制数的不同编码方式 Δ 称为量化单位，代表最小的数字量对应的电 压值 最低有效位（LSB）即二进制数中的1
7.2模数转换器（ADC）

模拟信号是连续的 A/D转换的过程：采样、保持、量化、编码
7.2.1 取样定理



任何模拟信号都可以写成傅立叶级数的形式。 最大角频率分量成为该信号的最高频率fmax 耐奎斯特采样定理：采样后要能恢复出被采样 信号的信息，采样频率fs必须满足 fs≥fmax 一般fs取3-5倍的fmax
（3）积分器对-进行反向积分（对-Vref积分）
1 UREF UREF uo(t 2 ) uo(T 1) dt uo(T 1) t2 C0 R RC
t2
输出电压Uo为0时，比较器输出0，计数器停止计数
Ui UREF uo (T1 ) N1TC uo(t 2) uo(T 1) T 2 0, RC RC uo(T 1) Ui T 2 N 2 TC RC N1 TC UREF UREF
1 1 Ui uo(t1) ui dt RC U i dt RC t1 RC 0 0
t1 t1
此时Uo<0，因此计数器计数。因此对Ui积分 的时间可表示为
T 1 N 1 TC


一旦计数器的计数值达到N1，计数器复位为0， 同时输入模拟电压控制开关切换到-Vref 一般N1取计数器的计数容量2n
个的电流依次为Uref/4R，Uref/8R，Uref/16R 令RF=R则有：
UREF UO 4 ( d 3 2 3 d 2 2 2 d 1 21 d 0 2 0 ) 2


高精度的DAC通常会采用sigma-delta型结构 其它高性能DAC还有current-steering型
ADC的转换精度和速度
转换精度（分辨率） 转换误差：一般用几个LSB表示 也可以用满量程输出（FSR）的百 分比表示 转换速度：并联比较>主次逼近>积分型

7.3 数模转换器（DAC）


数模转换则是指将数字信号转换为模拟信 号，简称D/A转换（Digital to Analog Conversion） D/A转换器：权电阻网络型、T型电阻网络 型和权电流型三种

第二个CP，QB置1（因为Q2=1,Q3=Q1=0）， 此时将110或010转换为模拟电压，再与Ui比较。 在第三个CP决定FB保持为1或是置0 第三个CP与第二个类似类似
第四个CP决定QC=1是否应该保留，同时由于 Q5=1, 因此允许QAQBQC输出到d2d1d0



参考电压为8V，输出数字量为4位，当输入 5.2V模拟电压的情况：


优点:该电路用的电阻较少，电路结构简单，各位同 时进行转换，速度较快。 缺点:各个电阻的阻值相差很大，尤其在输入信号的 位数较多时。例如当输入信号为八位时，如果取权 电阻网络中最小的电阻为R=10KΩ，那么最大的电 阻将达到1.28MΩ，两者相差128倍。要保证电阻的 精度非常困难。
7.3.5 T形电阻网络D/A转换器

将最高位和次高位经DAC转换为模拟电压， 若UAn + UAn-1 <Ui，说明数字量还不够大，将 次高位的“1”保留，并将再低位置“1”，这样 逐次比较下去，一直到最低位为止。寄存器的 逻辑状态就是对应于输入电压的输出数字量。
3位逐次逼 近ADC
工作原理：

第一个CP，使QAQBQC=100，将100转换为 模拟电压与Ui比较。若Ui>UA，则下一个CP 时UB=0,Q1=0, Q2=1,FA保持1。若Ui<UA， 在下一个CP时UB=1, Q2=1,Q1=0, FA将会被 置0。
7.2.7 sigma-delta型ADC

基本原理：以高采样率换取低反馈D/A位数， 从而实现高精度