第八章AD和DA變換

第八章AD和DA變換12一月2023第八章A/D和D/A變換2第一節(jié)DAC

一、DAC的基本原理數(shù)碼寄存器模擬

開關譯碼

網(wǎng)絡求和放大器DuA參考電源UREF圖8.1.1DAC節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換31.構(gòu)成2.工作原理電阻網(wǎng)絡、雙向電子模擬開關、求和放大器、數(shù)碼寄存器、參考電源通常取Rf=R，則：二、倒T型R-2R電阻網(wǎng)絡DAC節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換4

滿量程(FSR:FullScaleRange)電壓值：例1已知4位倒T型DAC，輸入數(shù)字量為1101，uREF=-8V，Rf=R，則輸出模擬量uO=?解：節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換5三、DAC的主要參數(shù)1.分辨率

LSB：LeastSignificantBit(1)用輸出的電壓（電流）值表示

輸入變化1LSB時，輸出端產(chǎn)生的電壓變化。MSB：MostSignificantBit節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換6(2)用百分比表示(3)用位數(shù)n表示2.轉(zhuǎn)換誤差

(1)絕對誤差：實際值與理想值之間的差值。如±LSB/2。(2)相對誤差：絕對誤差與滿量程的比值。主要包括非線性誤差、漂移誤差（平移誤差）、比例系數(shù)誤差。

節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換7從輸入的數(shù)字量發(fā)生突變開始，直到輸出電壓進入與穩(wěn)態(tài)值相差±?LSB范圍以內(nèi)的這段時間。3.建立時間tset

tset±?LSBuOt節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換8第三節(jié)ADC一、模數(shù)轉(zhuǎn)換的一般過程1.采樣和保持

2.量化與編碼量化電平（離散電平）：都是某個最小單位（量化單位△）的整數(shù)倍的電平。①舍尾方法

②四舍五入方法

節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換91.組成

二、逐次逼近式ADC電壓比較器、D/A轉(zhuǎn)換器、時序分配器、JKFF、寄存器2.工作原理

先使JKFF的最高位為1，其余低位為0，比較，下一CP有效沿到，決定1的去留；再使JKFF的次高位為1，其余低位為0，比較，下一CP有效沿到，決定1的去留；節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換10直到最低位比較完為止。此時JKFF中所存的數(shù)碼就是所求的輸出數(shù)字量。轉(zhuǎn)換位數(shù)為N，則轉(zhuǎn)換時間為(N+1)Tcp。三、ADC的主要參數(shù)1.分辨率：所能分辨的輸入模擬量的最小值。(1)用輸入的電壓（電流）值表示節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換11例4已知一ADC為10位，UREF=5V，則：(2)用百分比表示(3)用位數(shù)n表示節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換122.轉(zhuǎn)換誤差(1)絕對誤差：與輸出數(shù)字量對應的理論模擬值與產(chǎn)生該數(shù)字量的實際輸入模擬值之間的差值。如±1LSB絕對誤差與額定最大輸入模擬值（FSR）的比值，通常用百分數(shù)表示。(2相對誤差：3.轉(zhuǎn)換時間節(jié)目錄12一月2023第八章A/D和D/A變換13作業(yè)題8.3若倒T型…8.48.58.18.612一月2023第八章A/D和D/A變換14傳感器A/D計算機D/A模擬控制被測被控對象圖典型的數(shù)字控制系統(tǒng)框圖12一月2023第八章A/D和D/A變換15圖8.1.2D和uA的關系圖11111110110111001011101010010001001000110100010101110110246-6-4-2DuA8-812一月2023第八章A/D和D/A變換16圖8.1.4倒T型R-2R電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換電路12一月2023第八章A/D和D/A變換17例2已知uOm=5V，n=10，則例3倒T型網(wǎng)絡DAC的uOm=10V，試問需多少位代碼，才能使分辨率R′達到2mV。(Rf=R)解由題意知：12一月2023第八章A/D和D/A變換18圖8.3.2基本采樣保持電路Otu1(t)OttOuO(t)tOt12一月2023第八章A/D和D/A變換19Otu1(t)(a)模擬輸入信號12一月2023第八章A/D和D/A變換20(b′)采樣信號Ot12一月2023第八章A/D和D/A變換21t(b)采樣輸出信號O12一月2023第八章A/D和D/A變換22圖8.3.1模擬信號的采樣保持（c）采樣保持信號OtuO(t)12一月2023第八章A/D和D/A變換23采樣—保持信號uO量化電平uq……uOuq12一月2023第八章A/D和D/A變換24采樣—保持信號uO量化電平uq……uOuq12一月2023第八章A/D和D/A變換25ADC轉(zhuǎn)換誤差主要包括非線性誤差、漂移誤差（平移誤差）、比例系數(shù)誤差。

非線性誤差：由模擬電子開關的導通電阻和導通壓降以及R、2R電