數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch課件

1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch1 uI(t) C ADC的的 量化編碼量化編碼 電路電路 dn-1 d1 d0 u I(t) S 模擬量模擬量 數(shù)字量數(shù)字量 量化編碼量化編碼 取樣：取樣：把時間連續(xù)變化的信號變換為時間離散的信號。把時間連續(xù)變化的信號變換為時間離散的信號。 保持：保持：保持取樣信號保持取樣信號,使有充分時間將其變?yōu)閿?shù)字信號。使有充分時間將其變?yōu)閿?shù)字信號。 取樣保持取樣保持 （S / H Sample / Hold） 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch2 當(dāng)滿足當(dāng)滿足 fs 2 fimax 時時, 取樣信號可恢復(fù)原信號。取樣信號可恢復(fù)原信號。 fs 取樣頻率。取樣頻率。 fimax 信號的最高頻

2、率分量。信號的最高頻率分量。 tO uI uI tO 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch3 三、量化和編碼三、量化和編碼 量化單位量化單位 數(shù)字信號最低位數(shù)字信號最低位LSB所對應(yīng)的模擬信號大小，所對應(yīng)的模擬信號大小， 用用 表示（即表示（即 1 ）。）。 量化量化 把取樣后的保持信號化為量化單位的整數(shù)倍。把取樣后的保持信號化為量化單位的整數(shù)倍。 量化誤差量化誤差 因模擬電壓不一定能被因模擬電壓不一定能被 整除而引起的誤差。整除而引起的誤差。 編碼編碼 把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示。把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示。 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch4 劃分量化電平的兩種方法劃分量化電平的兩種方法 0 1V 1/8

3、 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 000 001 010 011 100 101 110 111 模擬模擬 電平電平 二進(jìn)制二進(jìn)制 代碼代碼 代表的代表的 模擬電平模擬電平 0 = 0 1 = 1/8 2 = 2/8 3 = 3/8 4 = 4/8 5 = 5/8 6 = 6/8 7 =(7/ 8)V 1V 1/15 3/15 5/15 7/15 9/15 11/15 13/15 000 001 010 011 100 101 110 111 0 模擬模擬 電平電平 二進(jìn)制二進(jìn)制 代碼代碼 代表的代表的 模擬電平模擬電平 0 = 0 1 = 2/15 2 = 4/15 3 =

4、6/15 4 =8/15 5 = 10/15 6 = 12/15 7 =(14/15)V 最大量化誤差最大量化誤差 = = (1 / 8) V = / 2 = (1/15)V 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch5 7.2.2 取樣取樣 - 保持電路保持電路 一、電路組成及工作原理一、電路組成及工作原理 當(dāng)當(dāng) uL 為為高高電平：電平： Rf ChRi uI uO uL T Rf = Ri T 導(dǎo)通，導(dǎo)通，Ch 充電至：充電至： uO = uI = uC 當(dāng)當(dāng) uL 為為低低電平：電平： T 截止，截止，Ch 基本不放電?；静环烹?。 uO 保持保持 ： 為使為使 Ch 充電快充電快，Ri 越越小小越越好

5、；好； 為使電路輸入電阻高為使電路輸入電阻高，Ri 越越大大越越好。好。 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch6 二、改進(jìn)電路二、改進(jìn)電路 (LF198) 及工作原理及工作原理 R2 Ch R1 uI uO uL u O 300 30 k D1D2 S 當(dāng)當(dāng) uL = 1， S 閉合閉合 uO = u O = uI ， uC = uI 當(dāng)當(dāng) uL = 0， S 斷開斷開 uO 保持保持 D1 、D2的作用的作用：限制：限制 u O 在在 uI + uD以內(nèi)，起保護(hù)作用。以內(nèi)，起保護(hù)作用。 6 2 1 4 5 3 8 7 uO uI uL Ch LF198 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch7 一一 、基本工作原理電

6、路、基本工作原理電路 7.2.3 逐次漸近型逐次漸近型 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 D/A uI 逐次漸近逐次漸近 寄存器寄存器 比較器比較器 參考參考 電源電源 時鐘時鐘 信號信號 MSBLSB MSB LSB 并行數(shù)字輸出并行數(shù)字輸出 轉(zhuǎn)換控制信號轉(zhuǎn)換控制信號 3.2V 1000 8V 1 0100 4V 0010 2V 0 0011 3V 0 0011 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch8 7.2.4 雙積分型雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 一、電路組成和工作原理一、電路組成和工作原理 CO S2 C S1uI 邏輯邏輯 控制門控制門 C 定時器定時器 n 位二進(jìn)制位二進(jìn)制 計數(shù)器計數(shù)器 & dn1d0

7、 u CP 基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓 0 正向積分：正向積分：對被測信號對被測信號uI進(jìn)行定時積分，完成一次進(jìn)行定時積分，完成一次 2n 進(jìn)制計數(shù)。進(jìn)制計數(shù)。 反向積分反向積分：對：對基準(zhǔn)電壓積分基準(zhǔn)電壓積分至至u = 0， ，計數(shù)結(jié)果與計數(shù)結(jié)果與uI成正比。成正比。 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch9 S2 C S1uI 邏輯邏輯 控制門控制門 C 定時器定時器 3 位二進(jìn)制位二進(jìn)制 計數(shù)器計數(shù)器 & d2d0 u 基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓 逐次比較型逐次比較型 雙積分型雙積分型 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)匯編ch12 7.2.7 幾種幾種A/D轉(zhuǎn)換器的性能比較轉(zhuǎn)換器的性能比較 一、一、A/D類型：類型： 直接直接 A/D 反饋比較型：反饋比較型：逐次比較型逐次比較型，計數(shù)型。，計數(shù)型。 間接間接 A/D 電壓電壓-時間變換型（時間變換型（V -T）：）：雙積分型雙積分型 電壓電壓-頻率變換型（頻率變換型（V- F） 并聯(lián)比較型并聯(lián)比較型 二、性能比較：二、性能比較：優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點 并聯(lián)比較型