第9章數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換-在線瀏覽
2024-08-30 13:31本頁面
【正文】 000112233??????????實現(xiàn) D/A轉(zhuǎn)換的原理電路 13 按解碼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分類 T型電阻網(wǎng)絡(luò) DAC 倒 T形電阻網(wǎng)絡(luò) DAC 權(quán)電流 DAC 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò) DAC 按模擬電子開關(guān)電路分類 CMOS開關(guān)型 DAC 雙極型開關(guān)型 DAC 電流開關(guān)型 DAC ECL電流開關(guān)型 DAC D/A 轉(zhuǎn) 換 器 D/A轉(zhuǎn)換器的分類 14 倒 T型電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器 4位 倒 T型電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器 Rf ? + vO A 2R I/2 S3 2R I/4 S2 2R I/8 S1 2R I/16 S0 2R I/16 I/8 I/4 I/2 I iΣ +VREF (MSB) D3 D2 D1 (LSB) D0 R R R 電阻網(wǎng)絡(luò) 基準(zhǔn)電 壓 模擬 電子開關(guān) 求和運算 放大器 輸入 4位二進(jìn)制數(shù) 輸出 模擬電 壓 Di=0, Si則將電阻 2R接地 Di=1, Si接運算放大器反相端，電流 Ii流入求和電路 15 ① 不論模擬開關(guān)接到運算放大器的反相輸入端 （ 虛地 ） 還是接到地 ， 也就是不論輸入數(shù)字信號是 1還是 0， 各支路的電流不變 。 D/A轉(zhuǎn)換器的倒 T型電阻網(wǎng)絡(luò) Rf ? + vO A 2R I/2 S3 2R I/4 S2 2R I/8 S1 2R I/16 S0 2R I/16 I/8 I/4 I/2 I iΣ +VREF (MSB) D3 D2 D1 (LSB) D0 R R R R R R R 16 Rf ? + vO A 2R I/2 S3 2R I/4 S2 2R I/8 S1 2R I/16 S0 2R I/16 I/8 I/4 I/2 I iΣ +VREF (MSB) D3 D2 D1 (LSB) D0 R R R RVI REF??????????30413223140 222222 iiiR E FR E FΣ )(DRV)DDDD(RVi????????304 22iiiR E FffΣO )(DVRRRiv17 關(guān)于 D/A轉(zhuǎn)換器 精度 的討論 (1)基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定性好； (2) 倒 T形電阻網(wǎng)絡(luò)中 R和 2R電阻比值的精度要高； (4)為實現(xiàn)電流從高位到低位按 2的整數(shù)倍遞減，模擬開關(guān) 的導(dǎo)通電阻也相應(yīng)地按 2的整數(shù)倍遞增。 為提高 D/A轉(zhuǎn)換器的 精度，對電路參數(shù)的要求： (3) 每個模擬開關(guān)的開關(guān)電壓降要相等； ???????1022niiinR E FfO )(DVRRv18 集成 D/A轉(zhuǎn)換器 RF ? + vO A 2R 2R 2R 2R 2R VREF D9 D2 D1 D0 R R R 2R 2R R D8 D7 R 10KΩ IOUT1 IOUT2 AD7533 使用 :1)要外接運放， 2)運放的反饋電阻可使用內(nèi)部電阻，也可采用外接電阻 ??????9010 22iiiR E FfO )(DVRRv19 4位權(quán)電流 D/A轉(zhuǎn)換器 權(quán)電流型 D/A轉(zhuǎn)換器的原理電路 ??????304 22iiiffΣO )(DRIRiv 權(quán)電流型 D/A轉(zhuǎn)換器 在恒流源電路中，各支路權(quán)電流的大小均不受開關(guān)導(dǎo)通電阻和壓降的影響，這樣降低了對開關(guān)電路的要求，提高了轉(zhuǎn)換精度。這就要求 D/A轉(zhuǎn)換器能將不同極性的數(shù)字量對應(yīng)轉(zhuǎn)換為正負(fù)極性的模擬電壓，工作于雙極性方式。所以將單極性 8位 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓減去 （ 80H所對應(yīng)的模擬量），就可得到極性正確的偏移二進(jìn)制碼輸出。RE F1B82V N? ? ? ? 7R E FB8 ( 2 )2V N??B RE F RE F RE F8()2 2 2N V V V? ? ? BR EF 256NV??24 （ 1） 分辨率 分辨率用輸入二進(jìn)制數(shù)的有效位數(shù)表示 。 （ 2） 轉(zhuǎn)換精度 D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度是指輸出模擬電壓的實際值與理想值之差 ， 即最大靜態(tài)轉(zhuǎn)換誤差 。 （ 3） 轉(zhuǎn)換速度 當(dāng) D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字量發(fā)生變化時 ， 輸出電壓達(dá)到規(guī)定誤差范圍所需要的時間 。 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 25 RF ? + vO A 2R 2R 2R 2R 2R VREF D9 D2 D1 D0 R R R 2R 2R R D8 D7 R 10KΩ IOUT1 IOUT2 AD7533 vI 數(shù)字式可編程增益控制電路 )DD(DRvRv OI 99110010 2222 ???????? 991100102222DDDvvAIOV ????????? D/A轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用 26 脈沖波產(chǎn)生電路 vO Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 CP D0D1D2D3 – 10V amp。 D/A轉(zhuǎn)換器根據(jù)工作原理基本上可分為二進(jìn)制權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器和 T型電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器兩大類。 如果輸入的是 n位二進(jìn)制數(shù) ， 則 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為： ??????1022niiinR E FfO )(DVRRv28 A/D轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換的一般工作過程 并行比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 集成 A/D轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用 退出 29 概述 ADC Dn~D0 輸出數(shù)字量 I?輸入模擬電壓 能將模擬電壓成正比地轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字量 。 ② 逐次逼近型 特點 : 轉(zhuǎn)換速度適中 ,轉(zhuǎn)換時間 為幾 ?s ~100 ?s, 轉(zhuǎn)換精度高，在轉(zhuǎn)換速度和硬件復(fù)雜度之間達(dá)到一個很好的平衡 。 31 取樣 時間上離散的信號 保持、量化 量值上也離散的信號 編碼 模擬信號 時間上和量值上都連續(xù) 數(shù)字信號 時間上和量值上都離散 A/D轉(zhuǎn)換器一般要包括 取樣 ， 保持 ， 量化及編碼 4個過程 。 采樣信號 S(t)的頻率愈高，所采得信號經(jīng)低通濾波器后愈能真實地復(fù)現(xiàn)輸入信號。 采樣定理：設(shè)采樣信號 S(t)的頻率為 fs，輸入模擬信號 ?I(t)的最高頻率分量的頻率為 fimax， 則 fs ≥ 2fimax S(t)=1:開關(guān)閉合 S(t)=0:開關(guān)斷開 ? O (t) ? I (t) TG S (t) 0 0 0 ?O (t) S (t) ?I (t) t t t ? TS A/D轉(zhuǎn)換器的一般工作過程 33 ? I t ? O t t 6 t 5 t 4 t 3 t 2 t 1 t 0 0 (b) 波形圖 采得模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號都需要一定時間，為了給后續(xù)的量化編碼過程提供一個穩(wěn)定的值，在取樣電路后要求將所采樣的模擬信號保持一段時間。經(jīng)編碼后得到的代碼就是 A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量。 用 ?表示
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