數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)-ch9.數(shù)—模與模—數(shù)轉(zhuǎn)換ppt課件

1、第九章第九章 數(shù)數(shù)模和模模和模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)轉(zhuǎn)換9.1 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器9.2 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器9.1 概述概述 vo或或io 輸輸出出 D/A d0 d1 dn1 輸輸入入 )dddd(Kvnnnnu00112211o2222 D/A轉(zhuǎn)換器的組成：轉(zhuǎn)換器的組成：D/A轉(zhuǎn)換器的分類(lèi)：轉(zhuǎn)換器的分類(lèi)：1. 理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器Auo ， rid ，ro 0 ， KCMR 2. 電壓傳輸特性電壓傳輸特性 uo= f (ui)線性區(qū)：線性區(qū)：uo = Auo(u+ u)非線性區(qū)：非線性區(qū)：u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = +Uo(sat) u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = Uo(sat) uo+ u+u

2、+UCCUEE 由于由于 uo = Auo(u+ u )所以所以(1) 差模輸入電壓約等于差模輸入電壓約等于 0 即即 u+= u ,稱稱“虛短虛短 (2) 輸入電流約等于輸入電流約等于 0 即即 i+= i 0 ,稱稱“虛斷虛斷 電壓傳輸特性電壓傳輸特性+uouu+i+i u+ u uo線性區(qū)線性區(qū)Uo(sat)+Uo(sat) O Auo越大，運(yùn)放的越大，運(yùn)放的 線性范圍越小，必線性范圍越小，必 須加負(fù)反響才干使須加負(fù)反響才干使 其任務(wù)于線性區(qū)。其任務(wù)于線性區(qū)。，輸入數(shù)字量輸入數(shù)字量D輸出的模擬量應(yīng)正比輸出的模擬量應(yīng)正比于輸入的數(shù)字量。于輸入的數(shù)字量。 V0=VRD333222111000

3、 dRVIdRVIdRVIdRVIRRRR ，)2222(00112233FFFo ddddVRRRIVR)2222( 001122330123ddddRVIIIIIR 則則，33221102R 2 2 RRRRRRR 若若)22(1313 RVIIIRB130(1010)22(KRVRVRF nnRnnnnnRDVddddVV2)2222(2001122110 為了抑制權(quán)電阻電路難以保證精度問(wèn)題，常為了抑制權(quán)電阻電路難以保證精度問(wèn)題，常采用倒采用倒T T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)D/AD/A轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。BBAACCDD1.1.分辨率分辨率00101023112110. dn-1 d1 d0 數(shù)

4、數(shù) 字字 量量 輸輸 出出 (n位位 ) ADC的的 數(shù)數(shù) 字字化化 編編 碼碼 電電 路路 CPS S C ADC 采采 樣樣 -保保 持持 電電 路路 采采 樣樣 展展 寬寬 信信 號(hào)號(hào) 輸輸 入入 模模 擬擬 電電 壓壓 ui(t) us(t) 采采樣樣采采樣樣采采樣樣堅(jiān)堅(jiān)持持堅(jiān)堅(jiān)持持堅(jiān)堅(jiān)持持采采樣樣采采樣樣堅(jiān)堅(jiān)持持堅(jiān)堅(jiān)持持uouitt 為減小采樣信號(hào)的失為減小采樣信號(hào)的失真，采樣開(kāi)關(guān)真，采樣開(kāi)關(guān)S S的控制信的控制信號(hào)號(hào)CPsCPs的頻率的頻率fsfs必需滿足必需滿足fs2fimaxfs2fimax。(fimax (fimax 為為輸入電壓頻譜中的最高頻輸入電壓頻譜中的最高頻率率) )

5、分壓器分壓器比較器比較器存放器存放器 編碼器編碼器0uiVR/15時(shí)，時(shí)，7個(gè)比個(gè)比較器輸出全為較器輸出全為0，CP到來(lái)到來(lái)后，后，7個(gè)觸發(fā)器都置個(gè)觸發(fā)器都置0。經(jīng)編碼器編碼后輸出的經(jīng)編碼器編碼后輸出的二進(jìn)制代碼為二進(jìn)制代碼為D2D1D0000。VR/15ui3VR/15時(shí)，時(shí)，7個(gè)比較器中只需個(gè)比較器中只需C1輸出輸出為為1，CP到來(lái)后，只需觸到來(lái)后，只需觸發(fā)器發(fā)器F1置置1，其他觸發(fā)器，其他觸發(fā)器仍為仍為0。經(jīng)編碼器編碼后。經(jīng)編碼器編碼后輸 出 的 二 進(jìn) 制 代 碼 為輸 出 的 二 進(jìn) 制 代 碼 為D2D1D0 =001。依此類(lèi)推，可以列出依此類(lèi)推，可以列出ui為為不同等級(jí)時(shí)存放器的

6、形不同等級(jí)時(shí)存放器的形狀及相應(yīng)的輸出二進(jìn)制狀及相應(yīng)的輸出二進(jìn)制數(shù)。數(shù)。8 g + 4 g8 g + 4 g + 2 g8 g + 4 g + 1 g 18 g8g 13g ，12g 13g，13g 13g，13g暫時(shí)結(jié)果暫時(shí)結(jié)果砝砝 碼碼 重重比比 較較 判判 斷斷順順 序序1. 分辨率分辨率 以輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示分辨率。位數(shù)越多，以輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示分辨率。位數(shù)越多，誤差越小，轉(zhuǎn)換精度越高。誤差越小，轉(zhuǎn)換精度越高。2. 轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度 取決于電路的類(lèi)型。并聯(lián)比較型最快，逐次逼取決于電路的類(lèi)型。并聯(lián)比較型最快，逐次逼近型次之，雙積分式近型次之，雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器最低。轉(zhuǎn)換器最低。3. 相對(duì)精度相對(duì)