第12章數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器

1、12.1 引言引言 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一種連接模擬電路和數(shù)字電路的數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一種連接模擬電路和數(shù)字電路的信號(hào)變換電路，它是能將模擬、數(shù)字這兩類電路聯(lián)系在一信號(hào)變換電路，它是能將模擬、數(shù)字這兩類電路聯(lián)系在一起的接口電路。起的接口電路。本章主要討論：本章主要討論：第第12章章 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1) 模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基本概念模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基本概念(2) 倒倒T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)DAC的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理；集成集成DACAD7524的典型應(yīng)用電路的典型應(yīng)用電路(3) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的種類、結(jié)構(gòu)、原理模數(shù)轉(zhuǎn)換器的種類、結(jié)構(gòu)、原理(4) 模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的

2、性能指標(biāo)模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)(5) 模擬多路開關(guān)的原理與常用集成產(chǎn)品模擬多路開關(guān)的原理與常用集成產(chǎn)品(6) 簡(jiǎn)單的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)單的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳感器放大器功率放大器執(zhí)行部件A/D轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器數(shù) 字電 路一般測(cè)控系統(tǒng)框圖一般測(cè)控系統(tǒng)框圖12.2 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本概念數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本概念模擬電路模擬電路模擬電路模擬電路數(shù)字電路數(shù)字電路接口電路接口電路接口電路接口電路 將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的裝置稱為將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的裝置稱為A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器(ADC) 將將數(shù)字?jǐn)?shù)字量轉(zhuǎn)換為量轉(zhuǎn)換為模擬模擬量的裝置稱為量的裝置稱為D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器(DAC) D/A轉(zhuǎn)換器是利用轉(zhuǎn)

3、換器是利用電阻網(wǎng)絡(luò)電阻網(wǎng)絡(luò)和和模擬開關(guān)模擬開關(guān)將多位二進(jìn)制數(shù)將多位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為與之轉(zhuǎn)換為與之成比例成比例的模擬量的一種轉(zhuǎn)換電路的模擬量的一種轉(zhuǎn)換電路。12.3 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器121012102222nnnnnDdddd1210n12102222nnnnAKDK dddd1210nnDddd dn位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)十對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)與之成比例的模擬量與之成比例的模擬量12.3.1 倒倒T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)的型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器2II2I4I4I8I8I16I16IIREFVIR321012342222IIIIIdddd3210REFo3210321012344222222

4、222VIIIIuRIRdddddddd VREF=10V，n=4時(shí)時(shí)12.3.2 集成集成D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器AD7524 AD7524是美國(guó)模擬器件公司是美國(guó)模擬器件公司(Analog Device)生產(chǎn)的基生產(chǎn)的基于倒于倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的型電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的CMOS低功耗低功耗8位位D/A轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)封裝管腳封裝管腳內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)封裝管腳封裝管腳7610REFO7610822222VuDBDBDBDB 12.3.3 D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速率分辨率：分辨率：1. D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度 用輸入二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)來(lái)表示用輸入二

5、進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)來(lái)表示。輸入數(shù)字量的位數(shù)輸入數(shù)字量的位數(shù)越多，輸出電壓可分離的等級(jí)越多，其分辨能力也越高。越多，輸出電壓可分離的等級(jí)越多，其分辨能力也越高。 用用D/A轉(zhuǎn)換器所能分辨的最小輸出電壓轉(zhuǎn)換器所能分辨的最小輸出電壓ULSB與最大輸與最大輸出電壓出電壓Um之比之比來(lái)表示。來(lái)表示。REFLSBREFm11221212nnnnVUVU分辨率例如：某例如：某10位位D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為轉(zhuǎn)換器的分辨率為000978. 01023112110轉(zhuǎn)換誤差：轉(zhuǎn)換誤差： 用輸出電壓滿度值的百分?jǐn)?shù)表示。用輸出電壓滿度值的百分?jǐn)?shù)表示。 用最小輸出電壓用最小輸出電壓ULSB的倍數(shù)表示的倍數(shù)表示。2. D/A轉(zhuǎn)

6、換器的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度速度建立時(shí)間：建立時(shí)間：它是在輸入數(shù)字量各位由全它是在輸入數(shù)字量各位由全0變?yōu)槿優(yōu)槿?，或由全，或由全1變?yōu)槿優(yōu)槿?，輸出電壓完全進(jìn)入與穩(wěn)態(tài)值相差，輸出電壓完全進(jìn)入與穩(wěn)態(tài)值相差 范圍范圍內(nèi)所需要的時(shí)間內(nèi)所需要的時(shí)間。LSB12U轉(zhuǎn)換速率：轉(zhuǎn)換速率：輸入數(shù)字量的各位由全輸入數(shù)字量的各位由全0變?yōu)槿優(yōu)槿?，或由全，或由全1變變?yōu)闉?時(shí)，輸出電壓時(shí)，輸出電壓uo的最大變化率。的最大變化率。12.3.4 由計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)由計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器的Multisim仿真仿真 字發(fā)生器字發(fā)生器(XWG1)被設(shè)置為被設(shè)置為16進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，對(duì)內(nèi)進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘的

7、上升沿計(jì)數(shù)。部時(shí)鐘的上升沿計(jì)數(shù)。D/A轉(zhuǎn)換器的輸出由虛擬示波器轉(zhuǎn)換器的輸出由虛擬示波器XSC1測(cè)量并顯示測(cè)量并顯示。仿真電路仿真電路仿真波形仿真波形12.4 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器12.4.1 A/D轉(zhuǎn)換的基本原理轉(zhuǎn)換的基本原理1. 采樣和保持采樣和保持 通常每經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間間隔通常每經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間間隔Ts采樣一次，采樣一次，Ts稱為稱為采樣周期采樣周期，其倒數(shù)其倒數(shù)fs稱為稱為采樣頻率采樣頻率。模擬信號(hào)的采樣模擬信號(hào)的采樣 為了保證能從采樣信號(hào)中將原信號(hào)恢復(fù)，采樣頻率必為了保證能從采樣信號(hào)中將原信號(hào)恢復(fù)，采樣頻率必須滿足條件須滿足條件fs2 fimax。其中其中fimax為模擬信號(hào)中最高次諧波分量為

8、模擬信號(hào)中最高次諧波分量的頻率。的頻率。采樣保持電路采樣保持電路 開關(guān)閉合時(shí)開關(guān)閉合時(shí)運(yùn)放運(yùn)放A1反相端虛斷反相端虛斷運(yùn)放運(yùn)放A1輸入端虛短輸入端虛短Iu運(yùn)放運(yùn)放A2輸入端虛短輸入端虛短Iu采樣保持電路采樣保持電路 開關(guān)打開，開關(guān)打開， Ch上電壓不變，從而上電壓不變，從而uO不變，輸出保持。不變，輸出保持。 二極管二極管VD1和和VD2的作用。的作用。若去掉若去掉VD1和和VD2(視作開路視作開路)，當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，運(yùn)放斷開時(shí)，運(yùn)放A1開環(huán)開環(huán)工作工作狀態(tài)，狀態(tài)，uI的微小變化也可的微小變化也可能導(dǎo)致運(yùn)放能導(dǎo)致運(yùn)放A1的輸出飽和，閉合開關(guān)的輸出飽和，閉合開關(guān)S時(shí)，開關(guān)兩端承受的時(shí)，開關(guān)

9、兩端承受的電壓可能過(guò)大，容易對(duì)其造成損壞。加入電壓可能過(guò)大，容易對(duì)其造成損壞。加入VD1和和VD2后，當(dāng)后，當(dāng)開關(guān)開關(guān)S斷開時(shí)，二極管導(dǎo)通，斷開時(shí)，二極管導(dǎo)通，uO=uIUD，運(yùn)放，運(yùn)放A1的輸出不的輸出不至于過(guò)大，可以保護(hù)開關(guān)至于過(guò)大，可以保護(hù)開關(guān)S。2. 量化和編碼量化和編碼 首先，用一個(gè)最小度量首先，用一個(gè)最小度量對(duì)整個(gè)模擬輸入量的幅度范圍對(duì)整個(gè)模擬輸入量的幅度范圍進(jìn)行劃分，這個(gè)過(guò)程稱為進(jìn)行劃分，這個(gè)過(guò)程稱為量化量化，該最小度量稱為，該最小度量稱為量化單位量化單位。之后對(duì)每一個(gè)寬度為之后對(duì)每一個(gè)寬度為的模擬電壓區(qū)域進(jìn)行的模擬電壓區(qū)域進(jìn)行編碼編碼，就得到了，就得到了模擬電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字模擬電

10、壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字。3位位ADC的兩種不同量化編碼方式的兩種不同量化編碼方式12.4.2 并行比較型并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器三位并行三位并行A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器(1) 電阻分壓器電阻分壓器(2) 電壓比較器電壓比較器(3) 寄存器寄存器(4) 編碼器編碼器 并行并行A/D轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換時(shí)間短，可小到幾十納轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換時(shí)間短，可小到幾十納秒，但所用的元器件較多，如一個(gè)秒，但所用的元器件較多，如一個(gè)n位轉(zhuǎn)換器，所用的比位轉(zhuǎn)換器，所用的比較器的個(gè)數(shù)為較器的個(gè)數(shù)為 2n-1個(gè)。個(gè)。并行比較型并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器的輸入輸出關(guān)系轉(zhuǎn)換器的輸入輸出關(guān)系 單片集成并行比較型單片集成并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器

11、產(chǎn)品很多，如轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品很多，如AD公司公司的的AD9012(8位位)、AD9002(8位位)和和AD9020(10位位)等。等。12.4.3 逐次逼近逐次逼近型型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器1. 工作原理工作原理8位逐次逼近型位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖逐次逼近寄存器逐次逼近寄存器SARD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器比較器比較器 通過(guò)將通過(guò)將 的電位轉(zhuǎn)換成低電平將的電位轉(zhuǎn)換成低電平將SAR清零，清零， 變變?yōu)楦唠娖介_始轉(zhuǎn)換，為高電平開始轉(zhuǎn)換，SAR首先在首先在D7腳產(chǎn)生一個(gè)高電平輸入腳產(chǎn)生一個(gè)高電平輸入給給D/A轉(zhuǎn)換器，使得轉(zhuǎn)換器，使得D/A轉(zhuǎn)換器輸出其最大輸出的一半。如轉(zhuǎn)換器輸出其最大輸出的一半

12、。如果果D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓uO高于模擬輸入高于模擬輸入uI，SAR將使將使D7返回低電平；如果返回低電平；如果D/A轉(zhuǎn)換器的輸出低于轉(zhuǎn)換器的輸出低于uI，SAR將保持將保持D7高電平，于是高電平，于是D7的狀態(tài)被確定下來(lái)。的狀態(tài)被確定下來(lái)。 STRTSTRT 接下來(lái)確定接下來(lái)確定D6，如果在，如果在D6上的高電平引起上的高電平引起D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器的輸出高于的輸出高于uI，D6將回到低電平，否則它仍保持高電平。將回到低電平，否則它仍保持高電平。這個(gè)過(guò)程一直進(jìn)行，直到這個(gè)過(guò)程一直進(jìn)行，直到SAR輸出一個(gè)有效的輸出一個(gè)有效的8位二進(jìn)制數(shù)。位二進(jìn)制數(shù)。此時(shí)，此時(shí)， 輸出變?yōu)榈碗娖?/p>

13、，轉(zhuǎn)換過(guò)程完成。輸出變?yōu)榈碗娖剑D(zhuǎn)換過(guò)程完成。 的下降沿將的下降沿將D0D7的數(shù)據(jù)送到輸出寄存器的輸出端，從而在的數(shù)據(jù)送到輸出寄存器的輸出端，從而在Q0Q7端得端得到與到與uI對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。DRDR例例12.4.1：在圖在圖12.4.6的逐次逼近型的逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器中，轉(zhuǎn)換器中，uI=5.27V，VREF=- -8V，求其轉(zhuǎn)換的結(jié)果。，求其轉(zhuǎn)換的結(jié)果。解：解：轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為101010002. 逐次逼近型集成逐次逼近型集成A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐次逼近寄存器逐次逼近寄存器SARD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器比較器比較器8路模擬開關(guān)路模擬開關(guān)地

14、址鎖存與譯碼器地址鎖存與譯碼器控制電路控制電路三態(tài)輸出鎖存緩沖器三態(tài)輸出鎖存緩沖器封裝管腳封裝管腳IN0IN7：模擬信號(hào)輸入模擬信號(hào)輸入ADDA、ADDB、ADDC：地址輸入地址輸入ALE：地址鎖存輸入：地址鎖存輸入START：?jiǎn)?dòng)脈沖輸入：?jiǎn)?dòng)脈沖輸入EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出OE：輸出允許標(biāo)志：輸出允許標(biāo)志2-12-8：數(shù)字量輸出：數(shù)字量輸出CLOCK：時(shí)鐘輸入：時(shí)鐘輸入+VREF、- -VREF：參考電壓輸入：參考電壓輸入12.4.4 雙積分雙積分型型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器1. 工作原理工作原理 把待轉(zhuǎn)換的輸入模擬電壓先轉(zhuǎn)換為中間變量時(shí)間把待轉(zhuǎn)換的輸入模擬電壓先轉(zhuǎn)換為中間變量時(shí)間T，

15、然，然后再對(duì)中間變量量化編碼，得出轉(zhuǎn)換結(jié)果，這種后再對(duì)中間變量量化編碼，得出轉(zhuǎn)換結(jié)果，這種A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器稱為稱為電壓電壓-時(shí)間變換型時(shí)間變換型(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱VT型型)。雙積分型雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的框圖轉(zhuǎn)換器的框圖初始化：初始化：將計(jì)數(shù)器清零，接通將計(jì)數(shù)器清零，接通S0使電容使電容C完全放電。轉(zhuǎn)換開完全放電。轉(zhuǎn)換開始，斷開始，斷開S0。定時(shí)積分：定時(shí)積分：開關(guān)開關(guān)S1連接連接輸入信號(hào)輸入信號(hào)UI。積分器對(duì)。積分器對(duì)UI進(jìn)行固定進(jìn)行固定時(shí)間時(shí)間T1的積分。的積分。T1 =N1Tcp，N1為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度。為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度。tUO10T1 1I1O1I01()dTUTUtUCRRC 定速率積分

16、：定速率積分：S1連接連接- -VREF。積分器。積分器反向反向積分。積分。 經(jīng)過(guò)時(shí)間經(jīng)過(guò)時(shí)間T2，UO1=0，與門，與門G關(guān)閉，計(jì)數(shù)停止。關(guān)閉，計(jì)數(shù)停止。tUO10T1 T2 21REFITTVURCRCT1=N1TCP=2nTCPT2=DTCPIREF2nDUV2. 集成雙積分集成雙積分A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器ICL7107 位位BCD碼碼A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器。213213完整的三個(gè)數(shù)位完整的三個(gè)數(shù)位取值取值09最高位數(shù)碼最大為最高位數(shù)碼最大為1最高位只有最高位只有0、1兩個(gè)數(shù)碼兩個(gè)數(shù)碼ICL7107典型應(yīng)用電路典型應(yīng)用電路CREF一般取一般取0.1F；CINT一般取一般取0.22F；RINT在量

17、程在量程2V時(shí)取時(shí)取470k， 在量程在量程0.2V時(shí)取時(shí)取47k；CAZ在量程在量程2V時(shí)取時(shí)取0.047F， 在量程在量程0.2V時(shí)取時(shí)取0.47F；ROSC通常取通常取100k；COSC可以用時(shí)鐘頻率公式可以用時(shí)鐘頻率公式計(jì)算：計(jì)算：OSCOSC10.45fRCICL7107的的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果為轉(zhuǎn)換結(jié)果為：IREF1000uDV12.4.5 流水線流水線型型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器1. 結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理 由多個(gè)稱為由多個(gè)稱為“階段階段”的基本單元構(gòu)成，模擬信號(hào)所包含的基本單元構(gòu)成，模擬信號(hào)所包含的信息在經(jīng)過(guò)每個(gè)階段時(shí)，依次產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后的各個(gè)數(shù)字位。的信息在經(jīng)過(guò)每個(gè)階段時(shí)，依次產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后的各個(gè)數(shù)字

18、位。 每個(gè)階段的內(nèi)部包含一個(gè)每個(gè)階段的內(nèi)部包含一個(gè)1位并行比較位并行比較A/D轉(zhuǎn)換器、一轉(zhuǎn)換器、一個(gè)個(gè)1位位D/A轉(zhuǎn)換器、一個(gè)求和單元和一個(gè)增益為轉(zhuǎn)換器、一個(gè)求和單元和一個(gè)增益為2的放大器。的放大器。 以以某某4位位流水線型流水線型A/D轉(zhuǎn)換器為例轉(zhuǎn)換器為例。其中設(shè)其中設(shè)uI=0.7V，1位位A/D轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換器和1位位D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓轉(zhuǎn)換器的參考電壓VREF=1V。 殘差的計(jì)算公式為殘差的計(jì)算公式為： DA21R nR nun0.7V數(shù)字?jǐn)?shù)字輸出輸出1 DAREF110.5V2uVR(1)=2R(0)-uDA(1)=0.4V 0.4V 階段階段10V1V0.5V 階段階段20.5V 0

19、 以以某某4位位流水線型流水線型A/D轉(zhuǎn)換器為例轉(zhuǎn)換器為例。其中設(shè)其中設(shè)uI=0.7V，1位位A/D轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換器和1位位D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓轉(zhuǎn)換器的參考電壓VREF=1V。 殘差的計(jì)算公式為殘差的計(jì)算公式為： DA21R nR nun0.7V數(shù)字?jǐn)?shù)字輸出輸出10.4V 階段階段10V1V0.5V 階段階段20.5V 0階段階段30.5V DAREF020V2uVR(2)=2R(1)-uDA(2)=0.8V 0.8V 1 以以某某4位位流水線型流水線型A/D轉(zhuǎn)換器為例轉(zhuǎn)換器為例。其中設(shè)其中設(shè)uI=0.7V，1位位A/D轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換器和1位位D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓轉(zhuǎn)換器的參考電壓VREF=1V

20、。 殘差的計(jì)算公式為殘差的計(jì)算公式為： DA21R nR nun0.7V數(shù)字?jǐn)?shù)字輸出輸出10.4V 階段階段10V1V0.5V 階段階段20.5V 0階段階段30.5V0.8V 1 DAREF130.5V2uVR(3)=2R(2)-uDA(3)=0.6V 0.6V 階段階段40.5V 1 以以某某4位位流水線型流水線型A/D轉(zhuǎn)換器為例轉(zhuǎn)換器為例。其中設(shè)其中設(shè)uI=0.7V，1位位A/D轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換器和1位位D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓轉(zhuǎn)換器的參考電壓VREF=1V。 殘差的計(jì)算公式為殘差的計(jì)算公式為： DA21R nR nun0.7V數(shù)字?jǐn)?shù)字輸出輸出10.4V 階段階段10V1V0.5V 階段階段2

21、0.5V 0階段階段30.5V0.8V 10.6V 階段階段40.5V 1轉(zhuǎn)換的結(jié)果為二進(jìn)制轉(zhuǎn)換的結(jié)果為二進(jìn)制1011，即十進(jìn)制，即十進(jìn)制11，對(duì)應(yīng)的模擬量為，對(duì)應(yīng)的模擬量為41V110.6875V2 在工作過(guò)程中，每個(gè)階段上依次產(chǎn)生的數(shù)字量信息分在工作過(guò)程中，每個(gè)階段上依次產(chǎn)生的數(shù)字量信息分別屬于不同的采樣點(diǎn)，所以同一采樣點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的不同階段別屬于不同的采樣點(diǎn)，所以同一采樣點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的不同階段的輸出數(shù)字量需要按照時(shí)間順序存到移位寄存器中，而后的輸出數(shù)字量需要按照時(shí)間順序存到移位寄存器中，而后再依次輸出。對(duì)于再依次輸出。對(duì)于4位位流水線型流水線型A/D轉(zhuǎn)換器，在輸出端得到轉(zhuǎn)換器，在輸出端得到的數(shù)字

22、轉(zhuǎn)換結(jié)果對(duì)應(yīng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果對(duì)應(yīng)4個(gè)時(shí)鐘周期之前的采樣點(diǎn)。個(gè)時(shí)鐘周期之前的采樣點(diǎn)。2. 數(shù)據(jù)延遲數(shù)據(jù)延遲流水線型流水線型A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)延遲轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)延遲 AD9224是單片集成是單片集成12位流水線型位流水線型A/D轉(zhuǎn)換芯片，采樣轉(zhuǎn)換芯片，采樣率可達(dá)率可達(dá)40MSPS(Million Samples per Second，兆次采樣，兆次采樣/秒秒)。3. 集成流水線型集成流水線型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器AD9224引腳排布引腳排布引腳功能引腳功能輸入信號(hào)接口輸入信號(hào)接口差分輸入方式差分輸入方式單端輸入方式單端輸入方式仿真電路仿真電路(Vin=1.0V)12.4.6 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器的Mult

23、isim仿真仿真 A/D轉(zhuǎn)換器為虛擬轉(zhuǎn)換器為虛擬8位位A/D轉(zhuǎn)換器。使用兩個(gè)電位器分轉(zhuǎn)換器。使用兩個(gè)電位器分別對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)。輸入模擬電壓分別被別對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)。輸入模擬電壓分別被設(shè)置為設(shè)置為1.0V和和0.5V，轉(zhuǎn)換為，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制數(shù)分別為進(jìn)制數(shù)分別為33H和和19H(對(duì)對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)51和和25)。仿真電路仿真電路(Vin=0.5V) A/D轉(zhuǎn)換器為虛擬轉(zhuǎn)換器為虛擬8位位A/D轉(zhuǎn)換器。使用兩個(gè)電位器分轉(zhuǎn)換器。使用兩個(gè)電位器分別對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)。輸入模擬電壓分別被別對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)。輸入模擬電壓分別被設(shè)置為設(shè)置為1.0V和和0.5

24、V，轉(zhuǎn)換為，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制數(shù)分別為進(jìn)制數(shù)分別為33H和和19H(對(duì)對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)51和和25)。 模擬開關(guān)是通過(guò)數(shù)字量來(lái)控制傳輸門的接通和斷開以模擬開關(guān)是通過(guò)數(shù)字量來(lái)控制傳輸門的接通和斷開以傳輸數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)的開關(guān)。它具有功耗低、速度快、傳輸數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)的開關(guān)。它具有功耗低、速度快、體積小、無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在一定程體積小、無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在一定程度上可以用來(lái)代替繼電器。度上可以用來(lái)代替繼電器。12.5 多路模擬開關(guān)多路模擬開關(guān)12.5.1 模擬開關(guān)的功能及電路組成模擬開關(guān)的功能及電路組成ADG211 / 212管腳圖管腳圖ADG506管腳圖

25、管腳圖 將雙向模擬開關(guān)適當(dāng)?shù)亟M合，可實(shí)現(xiàn)單刀單擲、單刀將雙向模擬開關(guān)適當(dāng)?shù)亟M合，可實(shí)現(xiàn)單刀單擲、單刀雙擲、雙刀單擲和雙刀雙擲等多種等效的機(jī)械開關(guān)功能雙擲、雙刀單擲和雙刀雙擲等多種等效的機(jī)械開關(guān)功能。12.5.2 模擬開關(guān)的模擬開關(guān)的各種工作模式各種工作模式單刀單擲單刀單擲等效機(jī)械開關(guān)等效機(jī)械開關(guān)模擬開關(guān)連接方式模擬開關(guān)連接方式 將雙向模擬開關(guān)適當(dāng)?shù)亟M合，可實(shí)現(xiàn)單刀單擲、單刀將雙向模擬開關(guān)適當(dāng)?shù)亟M合，可實(shí)現(xiàn)單刀單擲、單刀雙擲、雙刀單擲和雙刀雙擲等多種等效的機(jī)械開關(guān)功能雙擲、雙刀單擲和雙刀雙擲等多種等效的機(jī)械開關(guān)功能。12.5.2 模擬開關(guān)的模擬開關(guān)的各種工作模式各種工作模式單刀雙擲單刀雙擲等效機(jī)

26、械開關(guān)等效機(jī)械開關(guān)模擬開關(guān)連接方式模擬開關(guān)連接方式 將雙向模擬開關(guān)適當(dāng)?shù)亟M合，可實(shí)現(xiàn)單刀單擲、單刀將雙向模擬開關(guān)適當(dāng)?shù)亟M合，可實(shí)現(xiàn)單刀單擲、單刀雙擲、雙刀單擲和雙刀雙擲等多種等效的機(jī)械開關(guān)功能雙擲、雙刀單擲和雙刀雙擲等多種等效的機(jī)械開關(guān)功能。12.5.2 模擬開關(guān)的模擬開關(guān)的各種工作模式各種工作模式雙刀單擲雙刀單擲等效機(jī)械開關(guān)等效機(jī)械開關(guān)模擬開關(guān)連接方式模擬開關(guān)連接方式 將雙向模擬開關(guān)適當(dāng)?shù)亟M合，可實(shí)現(xiàn)單刀單擲、單刀將雙向模擬開關(guān)適當(dāng)?shù)亟M合，可實(shí)現(xiàn)單刀單擲、單刀雙擲、雙刀單擲和雙刀雙擲等多種等效的機(jī)械開關(guān)功能雙擲、雙刀單擲和雙刀雙擲等多種等效的機(jī)械開關(guān)功能。12.5.2 模擬開關(guān)的模擬開關(guān)的各種工作