【正文】 OR E F 105 1 252222 10109010??????????????解：由教材（ ）式 把已知值代入得 Rf = 16kΩ 在圖 4位權(quán)電流 D/A轉(zhuǎn)換器中，已知VREF=6V,R1=48kΩ,當輸入 D3D2D1D0=1100時， VO=,試確定 Rf的值。R R IR + C1 U U+ UO 附：運放積分器的工作原理 S2 uI S1 R C uO 輸入電壓 + dtuttRCdtuRCUtItIO ?? ??????1011101111tRCU I ???習(xí)題選解 解： （ 1） 1023012022222109090109010?????????????????????iiiiiiR E FiiifR E FODDVDRRVV所以 R E FR E FO VVV ??????? 01 0 2 41 0 2 30 10位倒 T形電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器如圖 所示。輸入與輸出的定量關(guān)系 。 （ 1）的轉(zhuǎn)換時序 圖 ADC0809控制信號的定時圖 ADC0809 使用時 注意以下幾點： ⑵要進行零點和滿刻度調(diào)節(jié)。 OE:輸出允許控制輸入端 。引腳作用如下： ADDA、 ADDB、 ADDC:地址碼輸入端，不同的地址碼選擇不同通道的模擬量輸入。 ADC0809是 AD公司采用 CMOS工藝生產(chǎn)的一種 8位逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器。6 集成 A/D轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用 IN0~IN7:8路模擬信號輸入端。5毫秒。025V， 分辨的溫度為 0 【例】 某信號采集系統(tǒng)要求用一片 A/D轉(zhuǎn)換集成芯片 在 1秒內(nèi)對 16個熱電偶的輸出電壓分時進行 A/D轉(zhuǎn)換。 用輸出的二進制或十進制數(shù)的位數(shù)表示， n位A/D能區(qū)分出輸入信號的 最小電壓 為 Vimax/2n. ? 轉(zhuǎn)換誤差 :輸出誤差的最大值。 T1=2nTC ，只要時鐘源在一個轉(zhuǎn)換周期時間內(nèi)保持穩(wěn)定即可。 ① S1合向 A端，積分器對輸入模擬電壓進行定時積分，積分器輸出與輸入電壓成正比。 C A B G ?G 定時信號 (M S B ) ( L S B ) Tc (2) 第二次積分 1 1 0 0 1 1 0??VREF加到積分器的輸入端，積分器開始向相反方向進行第二次積分 ； 當 t=t2時，積分器輸出電壓 ?O≥0， 比較器輸出 ?C=0， 時鐘脈沖控制門 G被關(guān)閉，計數(shù)停止。 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器 t = t0時，開關(guān) S1與 A端接通，正的被測電壓 ?I 加到積分器的輸入端。 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器 1. 原理電路組成示意 圖 雙積分 A/D轉(zhuǎn)換器 R 1J 1K C1 FFn Qn 1 R 1J 1K C1 FFn1 Qn1 1 R 1J 1K C1 FF1 Q1 1 R 1J 1K C1 FF0 Q0 1 amp。 CP + 5 V + 5 V Q5 QE QD QC QB QA S A B C D E F CP 移位寄存器 + 5 V ?C FF0 FF1 FF2 FF3 FF4 G2 1D C1 1D 1 D3 1 1 1 1 0 1 4/REFV?1 D1 D2 D3 0 0 2. 4位 逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器電路 4/3 REFV? ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＞ ?I ?O? D /A 轉(zhuǎn)換器 D1 VR E F + – D3 D2 D1 D0 (MS B ( L S B ) Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 R S C1 R S C1 1D R S C1 1D R S C1 1D R S C1 R 啟動脈沖 1 amp。2 ?I 啟動脈沖 CP 時鐘 電壓 比較器 控制邏輯電路 移位寄位器 數(shù)據(jù)寄存器 模擬 量輸入 數(shù)字 量輸出 D /A 轉(zhuǎn)換器 ?O? VR E F D0 D1 Dn 2 Dn 1 1. 轉(zhuǎn)換原理 0 0 1 … 0 1 0 1 … 0 REFV8/5??I ≥5/8VREF 1 0 1 0 ?I 5/8VREF 1 0 （ 3）第 3個 CP到來 設(shè) VREF＝－ 10V, VI= 1 0 0 0 0 0 0 0 7 . 5 0 0 00 6 . 25 00 6 . 8 7 5 0 6 . 5 6 2 5 6 . 7 1 8 7 5 6 . 7 9 6 8 7 5 6 . 8 3 5 9 3 7 0 . 0 0 5 . 00 00 10 ? s CP 啟動脈沖 D7 D6 ?I= VREF=10V 1 0 1 0 1 1 1 1 逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 BnREFo NV ???2?轉(zhuǎn)換結(jié)果為 D7~D0= 10101111 轉(zhuǎn)換時間 =80 μ s ,ovt 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 2/REFV?1 ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＞ ?I ?O? D /A 轉(zhuǎn)換器 D1 VR E F + – D3 D2 D1 D0 (MS B ( L S B ) Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 R S C1 R S C1 1D R S C1 1D R S C1 1D R S C1 R 啟動脈沖 1 amp。 所加砝碼重量 第一次 第二次 第三次 第四次 再加 4克 再加 2克 再加 1克 8 克 砝碼總重 待測重量 Wx ， 8克砝碼保留 砝碼總重仍 待測重量 Wx ， 4克砝碼保留 砝碼總重 待測重量 Wx ， 2克砝碼撤除 砝碼總重 ＝ 待測重量 Wx ， 1克砝碼保留 結(jié)果 8 克 12 克 12 克 13 克 1. 轉(zhuǎn)換原理 所用砝碼重量： 8克 、 4克 、 2克 和 1克。 ■為了解 決提高分辨率和增加元件數(shù)的矛盾，可以采取 分級并行轉(zhuǎn)換的方法。 ?缺點是電路復(fù)雜，如三位 ADC需比較器的個數(shù)目為 7個， n位轉(zhuǎn)換器需 2n1個 比較器。 屬四舍五入量化方式 模擬輸入 比較器輸狀態(tài) 數(shù)字輸出 CO1 CO2 CO3 CO4 CO5 CO6 CO7 D2 D1 DO 0≤vIVREF/15 VREF/15≤vI3VREF/15 3VREF/15≤vI5VREF/15 5VREF/15≤vI7VREF/15 7VREF/15≤vI9VREF/15 9VREF/15≤vI11VREF/15 11VREF/15≤vI13VREF/15 13VREF/15≤vIVREF 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 表 3位并行 A/D轉(zhuǎn)換器輸入與輸出關(guān)系對照表 根據(jù)各比較器的參考電壓值，可以確定輸入模擬電壓值與各比較器輸出狀態(tài)的關(guān)系 。2時，式而采用只舍不入量化方L S BL S B1,21m a xm a x????因此，大多數(shù) A/D轉(zhuǎn)換器采用 四舍五入方式 ?只舍不入量化方式 :量化中把不足 1個量化單位的部分舍棄； ?最大量化誤差為： L SB1m a x ???四舍五入量化方式 :量化過程將不足半個量化單位部分舍棄，對于等于或大于半個量化單位部分按一個量化單位處理。如數(shù)值在 0 ~ （ 1/15） V之間當作 0 △，用二進制數(shù) 000表示， 數(shù)值在（ 1/15） V ~ （ 3/15） V間當作 1△，用二進 制數(shù) 001表示 ,數(shù)值在（ 3/15） V ~ （ 5/15） V間當作 2△，用二進制數(shù) 010表示 用 只舍不入方式時 ， 取△ =（ 1∕8） V， 量化中把不足量化單位的部分舍去，如數(shù)值在 0 ~ （ 1∕8） V間當作0 △，用二進制數(shù) 000表示，數(shù)值在（ 1∕8） V ~ （ 2∕8）V 間當作 1△，用二進制數(shù) 001表示 量化誤差屬原理誤差，它是無法消除的。 ■ 量化過程中所取最小數(shù)量單位稱為量化單位，用△ 表示。 ■ 實際 取樣 —保持電路 LF198 單片集成取樣 —保持電路 LF198 LF198 UB V+ V uI uL Ch 4 5 1 2 uO 3 8 7 6 偏置電源 ⒉ 量化與編碼 ■ 為將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，在 A/D轉(zhuǎn)換過程中，還必需將取樣 保持電路的輸出電壓，按某種近似方式歸化到與之相應(yīng)的離散電平上。 采樣 ? I A1 A 2 S C H 開關(guān)驅(qū)動電路 采樣 — 保持控制電路 ? O 不能放電 保持 1. 取樣與保持 A/D轉(zhuǎn)換的一般工作過程 （ 1）電路及工作原理 工作原理： 在 t=t0時，開關(guān) S 閉合，電容被迅速 充電，由于 AV1合理的采樣頻率 fs由采樣定理確定 。 9 圖 波形產(chǎn)生電路 （ a） 電路 計數(shù)器采用反饋清零法，組成模 10計數(shù)器。1一般用全 0變到全 1需時表示 轉(zhuǎn)換速率（ SR)： 大信號工作狀態(tài)下模擬電壓的最大變化率。 3. 轉(zhuǎn)換速度 當 D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字量發(fā)生變化時，輸出的模擬 量并不是立即達到所對應(yīng)的值，它需要一定的時間。 圖 3位 D/A轉(zhuǎn)換器的失調(diào)誤差 失調(diào)誤差 為模擬量的實際起始數(shù)值與理想起始數(shù)值之差。如在 n位倒 T形電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器中，當 VREF偏離標準值 △ VREF時，就會在輸出端產(chǎn)生誤差電壓△ VO 所示。1其定義為 D/A轉(zhuǎn)換器模擬輸出電壓可能 被分離的等級數(shù)。 實現(xiàn) 2的補碼加 80H只需將 2的補碼的高位求反即可。1可見 ， 偏移二進制碼 與無符號二進制碼形式上相同，它實際上是將二進制碼對應(yīng)的模擬量的 0值偏移至 80H， 使偏移后的數(shù)中，只有大