ad轉(zhuǎn)換和da轉(zhuǎn)換ppt課件(編輯修改稿)
2025-01-04 02:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電壓 串行 內(nèi)部 100 DAC1220E 5 20 10000 電壓 SPI 外部 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 28 A/D轉(zhuǎn)換器 ?A/D轉(zhuǎn)換 可以將輸入的模擬量（電壓或電流）轉(zhuǎn)換為與之成比例的二進(jìn)制代碼。 ?A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過(guò) 采樣、保持、量化及編碼 4個(gè)過(guò)程。在實(shí)際電路中，有些過(guò)程可以進(jìn)行合并，如采樣和保持、量化和編碼在轉(zhuǎn)換中一般同時(shí)實(shí)現(xiàn)。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 29 A/D轉(zhuǎn)換的一般步驟 ?采樣 ：把一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)變化的信號(hào)變換為對(duì)時(shí)間離散的信號(hào) 。 ?為了使采樣輸出信號(hào)能不失真地代表輸入的模擬信號(hào)，對(duì)于一個(gè)頻率有限的模擬信號(hào)來(lái)說(shuō)，可以由采樣定理確定其采樣頻率，即 m a x2siff?第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 30 ?保持 ：把每次的采樣值存儲(chǔ)到下一個(gè)采樣脈沖到來(lái)之前。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 31 ?采樣 保持電路的輸出信號(hào)雖然已經(jīng)成為階梯狀。 ?量化 ：把采樣后的電壓幅值轉(zhuǎn)化為最小量化單位的整數(shù)倍的過(guò)程 。 ?量化的方法有兩種，一種是 只舍不入 ，另一種是 有舍有入 。 ?編碼 ：用數(shù)字代碼表示量化結(jié)果的過(guò)程。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 32 （ 1） 只舍不入法 ：取最小量化單位 ?=Vm/2n，其中 Vm為輸入模擬電壓的最大值， n為轉(zhuǎn)化輸出數(shù)字代碼的位數(shù)，將 0??之間的模擬電壓歸并為0??，把 ??2?之間的模擬電壓歸并為 1??，依次類推。這種方法產(chǎn)生的最大量化誤差為 ?。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 33 例 92 把 0?1V的模擬信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換成 3位二進(jìn)制代碼。 ?? =1/23=1/8V ?可見(jiàn)其最大量化誤差為 ? （ 1/8） V 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 34 ?有舍有入法 ：取最小量化單位 ?= 2Vm/（ 2n+1 1）。將 0?(1/2)?之間的模擬電壓歸并為 0??，把(1/2)? ?(3/2 )?之間的模擬電壓歸并為 1??，依次類推。這種方法產(chǎn)生的最大量化誤差為（ 1/2）?。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 35 例 92： 采用有舍有入法把 0?1V的模擬信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換成 3位二進(jìn)制代碼。 ?取 ? =2/15V ?最大量化誤差減小到(1/15)V。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 36 A/D轉(zhuǎn)換器的分類 ?按模擬量的輸入方式可分為 單極性輸入和雙極性輸入 兩類； ?按數(shù)字量輸出方式可分為 串行輸出和并行輸出兩類； ?按工作原理可以分成 直接 A/D轉(zhuǎn)換器和間接 A/D轉(zhuǎn)換器 兩大類。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 37 ?直接 A/D轉(zhuǎn)換器 不需要經(jīng)過(guò)中間變量就能把輸入的模擬信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字代碼，常用的電路有并聯(lián)比較型和反饋比較型； ?間接 A/D轉(zhuǎn)換器 首先將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)中間變量（時(shí)間或頻率），然后再將中間變量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 38 A/D轉(zhuǎn)換器按工作原理的分類圖 A/D轉(zhuǎn)換器 直接型 間接型 并聯(lián)比較型 反饋比較型 計(jì)數(shù)型 逐次漸近型 電壓時(shí)間變換 （ VT） 型 積分型 電壓頻率變換 （ VF） 型 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 39 逐次漸近型 A/D轉(zhuǎn)換器 ?逐次漸近型 A/D轉(zhuǎn)換器又稱為逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換過(guò)程類似 天平稱物體重量 的過(guò)程。以一系列二進(jìn)制碼的重量之和表示了被稱物體的重量。 ?組成 ：寄存器、 D/A轉(zhuǎn)換器、電壓比較器、順序脈沖發(fā)生器及相應(yīng)的控制電路。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 40 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 41 ?轉(zhuǎn)換開(kāi)始前將寄存器清零 ?轉(zhuǎn)換時(shí)，逐位改變寄存器的數(shù)字代碼 ?將此代碼經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電壓 vO ?vO與輸入電壓 vI進(jìn)行比較 ,以判斷此數(shù)字位是否保留 ?逐位比較下去，直到最低位為止。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 42 3位逐次漸近型 A/D轉(zhuǎn)換器的電路框圖 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 43 ?3個(gè)同步 RS觸發(fā)器 FA、 FB、 FC作為寄存器 ?F1～ F5構(gòu)成的環(huán)形計(jì)數(shù)器作為順序脈沖發(fā)生器 ?控制電路由門電路組成。 第 9章 A/D轉(zhuǎn)換與 D/A轉(zhuǎn)換 44 ?設(shè)參考電壓 VR=5V，則對(duì)應(yīng)不同輸入 DAC的輸出為： 35 4 V 2 .5 V2ov ?? ? ? ?35
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