第17章 模数和数模转换
数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电流)，使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。
实现数模转换的电路称数模转换器
模数转换即将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。
实现模数转换的电路称模数转换器
17.1 数模（D/A） 转换器
一、D/A转换器的基本原理及分类
1．数模转换的基本原理
要求：输出的模拟量与输入的数字量成正比。
输入数字量 D = (Dn-1 Dn-2 D1 D0 ) 2
= Dn-1 2n-1 + Dn-2 2n-2 + + D1 21 + D0 20
输出模拟电压 uO = D△ = (Dn-1 2n-1 + Dn-2 2n-2 + + D1 21 + D0 20)△
△ 是 DAC 能输出的最小电压值，称为 DAC 的单位量化电压，它等于 D
最低位(LSB)为 1、其余各位均为 0 时的模拟输出电压(用 ULSB 表示)。
2．倒T型网络D/A转换器,基本原理如图示：
DDn输模DACD01Dn2n1¡-uO位二进制数入拟电压输出△-∞I1111S0++uOS1S2S3D3D2D1D0iΣRFII3I2I1I0VREF2R2R02RI12RI22RI30000RRR模拟开关 Si 打向“1”侧时，相应 2R 支路接虚地；打向“0”侧时，相应
2R 支路接地。故无论开关打向哪一侧，倒 T 型电阻网络均可等效为下图：
从 A、B、C 节点向左看去，各节点对地的等效电阻均为 2R。
即 I3 = 23 I0， I2 = 22 I0， I1 = 21 I0， I0 = 20 I0
可见，支路电流值 Ii 正好代表了二进制数位 Di 的权值 2i 。
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。
数模转换与模数转换
数模转换（Digital-to-Analog Conversion，简称DAC）和模数转换（Analog-to-Digital Conversion，简称ADC）是数字信号处理中常用的两种信号转换方法。数模转换将数字信号转换为模拟信号，而模数转换则将模拟信号转换为数字信号。本文将就数模转换和模数转换的原理、应用以及未来发展进行探讨。
一、数模转换（DAC）
数模转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。在数字系统中，所有信号都以离散的形式存在，如二进制码。为了能够将数字信号用于模拟系统中，需要将其转换为模拟信号，从而使得数字系统与模拟系统能够进行有效的接口连接。
数模转换的原理是根据数字信号的离散性质，在模拟信号上建立相似的离散形式。常用的数模转换方法有脉冲幅度调制（Pulse Amplitude
Modulation，简称PAM），脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）和脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，简称PPM）等。这些方法根据传输信号的不同特点，在转换过程中产生连续的模拟信号。
数模转换在很多领域有广泛应用。例如，在音频领域，将数字音频信号转换为模拟音频信号，使得数字音频可以通过扬声器播放出来。另外，在电信领域，将数字信号转换为模拟信号后，可以用于传输、调制解调、功率放大等过程。 二、模数转换（ADC）
模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。模拟信号具有连续的特点，而数字系统只能处理离散的信号。因此，当需要将模拟信号用于数字系统时，就需要将其转换为数字形式。
模数转换的原理是通过采样和量化来实现。采样是将模拟信号在时间上进行离散化，而量化是将采样信号在幅度上进行离散化。通过这两个过程，可以将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
模数转换在很多领域都有应用。例如，在音频领域，将模拟音频信号转换为数字音频信号，使得音频信号可以被数字设备处理和存储。另外，在测量领域，模数转换可以将物理量的模拟信号转换为数字信号，用于精确测量和数据分析。
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第7章 数-模转换与模-数转换
第1讲 数-模转换
一、教学目的：
1、 数模转换的基本原理。
2、 理解常见的数模转换电路。
3、 掌握数模转换电路的主要性能指标。
二、主要内容：
1、数模转换的定义及基本原理
2、权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数
3、DAC主要性能指标
三、重点难点：
权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数。
四、课时安排： 2学时
五、教学方式： 课堂讲授
六、教学过程设计
复习并导入新课：
新课讲解：
[重点难点]
权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数，逐次逼近型A/D转换器、双积分型A/D转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数。
[内容提要]
本章介绍数字信号和模拟信号相互转换的基本原理和常见转换电路。
必要性与意义：自然界中，许多物理量是模拟量，电子系统中的输入、输出信号多数也是模拟信号。而数字系统处理的数字信号却具有抗干扰能力强、易处理等优点；利用数字系统处理模拟信号的情况也越来越普遍。由于数字系统只能对数字信号进行处理，因此要根据实际情况对模拟信号和数字信号进行相互转换。
随着计算机技术和数字信号处理技术的快速发展，在通信、自动控制等许多领域，常常需要将输入到电子系统的模拟信号转换成数字信号后，再由系统进行相应的处理，而数字系统输出的数字信号，还要再转换为模拟信号后，才能控制相关的执行机构。这样，就需要在模拟信号与数字信号之间建立一个转换接口电路—模数转换器和数模转换器。
A/D转换定义：将模拟信号转换为数字信号的过程称为模数转换（Analog to Digital），或A/D转换。能够完成这种转换的电路称为模数转换器（Analog Digital Converter），简称文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
数模 模数转换
AD
AD是把模拟信号转换为数字信号，便于计算机等数字控制器处理。模拟信号转换为数字信号一般分为四个步骤进行，即取样、保持、量化和编码。
DA
DA指 数模转换，顾名思义，就是把数字信号转换成模拟信号。
AD最关键的两个参数：
分辨率（几位？）
分辩率(Resolution) 指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2n的比值。分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。
转换时间（频率）
转换速率(Conversion Rate)是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。
类似地，存储器几位（几根地址线）同样计算方法。
D/A A/D转换
1．（╳ ）DAC0832是与MP兼容的12位D/A转换器。
2．5V电压经过10位A/D转换后，其电压分辨率近似为（C ）。
A. 20mv
B. 10 mv
C. 5 mv
D. 2.5 mv
3．ADC0809是A/D转换芯片，其转换时间约为 100 μs，其分辨率为 8 位二进制。
4.选用A/D芯片时，考虑它的主要技术指标是转换时间、二进制位数 等。
5.ADC 0809是多路输入， 8 位A/D转换电路，其转换时间为 100 us。
6.（√ ）对20Hz ~ 10KHz音频信号作A/D转换时，A/D转换芯片的转换时间（采样时间）至少应小于50μs。
7..（B ）对5V电压进行A/D采样，若要求对电压的最小分辩率为5mv，则A/D的转换位数为：
A、8位二进制 B、10位二进制
C、12位二进制 D、14位二进制
8.设计一压力信息采集、存储、显示系统，要求因A/D转换器引入的误差小于千分之一，请
回答：
1画出系统的电路组成框图。
2说明选用A/D转换器的主要技术指标。
3说明设计此系统的重点与难点。
答; A
压力 （物理量）
B.转换速度，由于压力变化速度慢，故一般A/D均可适用；
