9.数模转换和模数转换电路.ppt

第12章数/模和模/数转换电路
从模拟信号到数字信号的转换称为模/数转换(简称A/D转换),实现模/数转换的电路叫做A/D转换器(简称ADC);
从数字信号到模拟信号的转换称为数/模转换(简称D/A转换),实现数/模转换的电路称为D/A转换器(简称DAC)。
1
数/模转换就是将数字量转换成与它成正比的模拟量。
D/A转换
数字量:
(D3D2D1D0)2=(D3×23+D2×22+D1×21+D0×20)10
(1101) 2 =(1×23+1×22+0×21+1×20)10
模拟量:
uo=K(D3×23+D2×22+D1×21+D0×20)10
uo=K(1×23+1×22+0×21+1×20)10
(K为比例系数)
一、D/A转换基本原理
2
组成D/A转换器的基本指导思想:将数字量按权展开相加,即得到与数字量成正比的模拟量。
D/A转换器的种类很多,主要有:
权电阻网络DAC、
T形电阻网络DAC
倒T形电阻网络DAC、
权电流DAC
3
这种变换器由“电子模拟开关”、“权电阻求和网络”、“运算放大器”和“基准电源”等部分组成。
UREF
+
-
A
uo
S2
S3
S1
S0
8R
4R
2R
R
R3
R2
R1
R0
RF
D3
D2
D1
D0
0
0
1
1
5 k
R = 80 k
0
0
1
1
权电阻D/A转换器
4
电子模拟开关( S0-S3)由电子器件构成,其动作受二进制数D0-D3 控制。当 DK =1 时,则相应的开关SK 接到位置1上,将基准电源UR经电阻Rk引起的电流接到运算放大器的虚地点(如图中S0、S1);当Dk=0 时,开关Sk 接到位置0 ,将相应电流直接接地而不进运放(如图中S2、S3)。
UREF
+
-
A
uo
S2
S3
S1
S0
8R
4R
2R
R
R3
R2
R1
R0
RF
D3
D2
D1
D0
0
0
1
1
5 k
R = 80 k
0
0
1
1
5
UREF
+
-
A
uo
S2
S3
S1
S0
8R
4R
2R
R
R3
R2
R1
R0
RF
D3
D2
D1
D0
0
0
1
1
5 k
R = 80 k
0
0
1
1
6
电路特点:
(1)电路原理简单;
(2)电阻种类较多。
阻值种类多,制造困难;各位阻值之间2倍关系,当位数较多时,最小的阻值和最大的阻值之间相差较大,所以最高位的阻值的D/A转换电路的转换精度影响较大。
7
倒T形电阻网络DAC
1. 电路组成
电路由解码网络、模拟开关、求和放大器和基准电源组成。
倒T型电阻网络DAC原理图
基准参考电压
双向模拟开关
D=1时接运放
D=0时接地
R-2R倒T形电阻解码网络
求和集成运算放大器
8
2. 工作原理
由于集成运算放大器的电流求和点Σ为虚地,所以每个2R电阻的上端都相当于接地,从网络的A、B、C点分别向右看的对地电阻都是2R。
9
因此流过四个2R电阻的电流分别为I/2、I/4、I/8、I/16。电流是流入地,还是流入运算放大器,由输入的数字量Di通过控制电子开关Si来决定。故流入运算放大器的总电流为:
×
10