數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換原理(編輯修改稿)
2025-02-14 18:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 括運(yùn)算放大器）的建立時間最短達(dá)到 。 4. 溫度系數(shù) 在輸入不變的情況下，輸出模擬電壓隨溫度變化產(chǎn)生的變化量。一般用滿刻度輸出條件下溫度每升高 1℃ ，輸出電壓變化的 百分?jǐn)?shù) 作為溫度系數(shù)。 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 四、 8位集成 DAC0832 8位 輸入 寄存器 8位 DAC 寄存器 8位 D/A 轉(zhuǎn)換器 UREF IOUT2 Rfb AGND VCC DGND DI7~DI0 CS WR1 WR2 XFER ILE LE LE IOUT1 amp。 amp。 amp。 RFB 它由一個 8位輸入寄存器 、一個 8位 DAC寄存器 和一個 8位 D/A轉(zhuǎn)換器 三大部分組成， D/A轉(zhuǎn)換器采用 了倒 T型 R2R電阻網(wǎng)絡(luò) 。 LE＝ 1，跟隨 ＝ 0，鎖存 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DI7～ DI0： 8位輸入數(shù)據(jù)信號。 IOUT1： DAC輸出電流 1。當(dāng) DAC鎖存器中為全 1時， IOUT1最大（滿量程輸出）；為全 0時， IOUT1為 0。 IOUT2： DAC輸出電流 2。它作為運(yùn)算放大器的另一個差分輸入信號（一般接地）。滿足 IOUT1+IOUT2 ＝ Rfb：反饋電阻（內(nèi)已含一個反饋電阻）接線端。 DAC0832中無運(yùn)放，且為電流輸出，使用時須外接運(yùn)放。芯片中已設(shè)置了 Rfb，只要將此引腳接到運(yùn)放的輸出端即可。若運(yùn)放增益不夠，還須外加反饋電阻。 ILE：輸入鎖存允許信號，高電平有效。 CS：片選信號，低電平有效。 WR1：輸入數(shù)據(jù)選通信號，低電平有效。（ 上升沿鎖存） XFER：數(shù)據(jù)傳送選通信號，低電平有效。 WR2：數(shù)據(jù)傳送選通信號，低電平有效。（ 上升沿鎖存） 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 任何導(dǎo)線都可以被理解成電阻，因此，盡管連在一起的“地”，其各個位置上的電壓也并非一致的，對于數(shù)字電路，由于噪聲容限較高，通常是不需要考慮“地”的形式的，但對于模擬電路而言，這個不同地方的“地”對測量的精度是構(gòu)成影響的，因此， 通常是把數(shù)字電路部分的地和模擬部分的地分開布線 ，只在板中的一點(diǎn)把它們連接起來。 DGND：數(shù)字地 ， 是控制電路中各種數(shù)字電路的零電位 。 AGND：模擬地，是放大器、 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換器中模擬電路的零電位。 UREF：參考電壓輸入 。 一般此端外接一個精確 、 穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)源 。 UREF可在 10V至 +10V范圍內(nèi)選擇 。 UCC：電源輸入端 （ 一般取 +5V～ +15V） 。 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 分辨率： 8位 建立時間： 1181。s 增益溫度系數(shù)： 20ppm/℃ （ ppm百萬分之一， 106） 輸入電平： TTL 功耗： 20mW 當(dāng) ILE、 CS和 WR1同時有效時 ， 輸入數(shù)據(jù) DI7～ DI0進(jìn)入輸入寄存器；并在 WR1的上升沿實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鎖存 。 當(dāng) WR2和 XFER同時有效時 ， 輸入寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入 DAC寄存器；并在 WR2的上升沿實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鎖存 。 八位 D/A轉(zhuǎn)換電路隨時將 DAC寄存器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號 （ IOUT1+IOUT2） 輸出 。 DAC0832 的使用有 雙緩沖器型 、 單緩沖器型 和 直通型 三種工作方式。 DAC0832的三種工作方式 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （ b） 單緩沖方式 ：適合在不要求多片 D/A同時輸出時。此時只需一次寫操作，就開始轉(zhuǎn)換，提高了 D/A的數(shù)據(jù)吞吐量。 （ a） 雙緩沖方式 ：采用二次緩沖方式，可在輸出的同時，采集下一個數(shù)據(jù)，提高了轉(zhuǎn)換速度；也可在多個轉(zhuǎn)換器同時工作時，實(shí)現(xiàn)多通道 D/A的同步轉(zhuǎn)換輸出。 （ c） 直通方式 ：輸出隨輸入的變化隨時轉(zhuǎn)換。 A/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 ， 轉(zhuǎn)換過程通過 取樣 、 保持 、 量化和編碼 四個步驟完成 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 一、 A/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理 采樣 保持 量化 編碼 VI DO 模擬量輸入 數(shù)字量輸出 取樣 （ 也稱采樣 ） 是將時間上連續(xù)變化的信號 ， 轉(zhuǎn)換為時間上離散的信號 ， 即將時間上連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為一系列等間隔的脈沖 ， 脈沖的幅度取決于輸入模擬量 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 取樣過程 采樣脈沖 輸入模擬信號 采樣輸出信號 m a xf2f s ? 模擬信號經(jīng)采樣后 ， 得到一系列 樣值脈沖 。 采樣脈沖寬度τ 一般是很短暫的 ， 在下一個采樣脈沖到來之前 ， 應(yīng)暫時保持所取得的樣值脈沖幅度 ， 以便進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。 因此 ， 在取樣電路之后須加 保持電路 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ① 在采樣脈沖 S(t)到來的時間 τ 內(nèi)， VT導(dǎo)通， UI(t)向電容 C充電，假定充電時間常數(shù)遠(yuǎn)小于 τ ， 則有： UO(t)＝ US(t)＝ UI(t)。 －－采樣 ② 采樣結(jié)束， VT截止，而電容 C上電壓保持充電電壓 UI(t)不變，直到下一個采樣脈沖到來為止。 －－保持 場效應(yīng)管 VT為 采樣門 ，電容 C為 保持電容 ，運(yùn)算放大器為 跟隨器 ，起緩沖 隔離 作用。 取樣保持電路及輸出波形 輸入的模擬電壓經(jīng)過取樣保持后 ， 得到的是 階梯波 。 而該階梯波仍是一個可以連續(xù)取值的模擬量 ， 但 n位數(shù)字量只能表示 2n個數(shù)值 。 因此 ， 用數(shù)字量來表示連續(xù)變化的模擬量時就有一個類似于 四舍五入的近似問題 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 將采樣后的樣值電平歸化到與之接近的離散電平上，這個過程稱為 量化 。指定的離散電平稱為 量化電平 Uq 。用二進(jìn)制數(shù)碼來表示各個量化電平的過程稱為 編碼 。兩個量化電平之間的差值稱為 量化單位 Δ ，位數(shù)越多，量化等級越細(xì)， Δ 就越小。取樣保持后未量化的 Uo值與量化電平 Uq值通常是不相等的，其差值稱為量化誤差 ε ，即 ε =UoUq。 量化的方法一般有兩種： 只舍不入法 和 有舍有入法
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