第9章-數(shù)模與模數(shù)變換器

數(shù)字電路

第9章數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器張延軍北京理工大學(xué)

本章內(nèi)容9.1數(shù)模轉(zhuǎn)換器9.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器January16,20232

數(shù)模轉(zhuǎn)換器January16,20233

數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DigitalAnalogConverter，DAC）：輸入數(shù)字量，輸出與輸入數(shù)字量成比例關(guān)系的模擬量DAC示意圖DAC輸入--輸出特性示意圖權(quán)電阻型DACJanuary16,20234

權(quán)電阻型DAC5DAC的分辨率權(quán)電阻型DAC對于n位權(quán)電阻式DAC，當(dāng)RF=R/2時January16,20236

權(quán)電阻型DACJanuary16,20237

缺點：電阻取值范圍大，制造困難R-2RT型電阻網(wǎng)絡(luò)DACJanuary16,20238

倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)ADCJanuary16,20239

DAC的主要參數(shù)DAC的分辨率DAC輸出電壓的最小幅度間隔位數(shù)n越大，分辨率越高絕對分辨率：ΔV=VREF/2n=Vomax/(2n-1)相對分辨率：ΔV/Vomax=1/(2n-1)DAC的轉(zhuǎn)換誤差比例系數(shù)誤差失調(diào)誤差非線性誤差January16,202310

DAC的比例系數(shù)誤差比例系數(shù)誤差：由參考電壓VREF偏離標準值而產(chǎn)生的誤差January16,202311

DAC的失調(diào)誤差失調(diào)誤差：零漂引起的誤差January16,202312

DAC的非線性誤差非線性誤差：無法預(yù)測、不能定量分析的誤差參考電壓的波動電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻的誤差電子開關(guān)導(dǎo)通電阻的分散性運算放大器的非理性特性……January16,202313

DAC的用途—數(shù)控增益放大器VI接至VREF處電阻網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)互換January16,202314

DAC的用途—波形發(fā)生器加法計數(shù)器→負向鋸齒波減法計數(shù)器→正向鋸齒波可逆計數(shù)器→三角波January16,202315

模數(shù)轉(zhuǎn)換器January16,202316

模數(shù)轉(zhuǎn)換器（AnalogDigitalConverter，ADC）：輸入模擬量，輸出數(shù)字量。采樣保持量化編碼采樣保持January16,202317

輸入模擬信號及取樣脈沖取樣后時間上離散的模擬信號采樣保持電路電容C的取值很重要January16,202318

量化與編碼將時間離散、取值連續(xù)的信號變成取值也離散的信號January16,202319

并行比較式ADC20電阻的選擇？采用優(yōu)先編碼器并行比較式ADCJanuary16,202321

輸入電壓VI量化電平比較器輸出編碼器輸出C7C6C5C4C3C2C1

D2D1D0[0,VREF/15)00000000000[VREF/15,3VREF/15)2VREF/150000001001[3VREF/15,5VREF/15)4VREF/150000011010[5VREF/15,7VREF/15)6VREF/150000111011[7VREF/15,9VREF/15)8VREF/150001111100[9VREF/15,11VREF/15)10VREF/150011111101[11VREF/15,13VREF/15)12VREF/150111111110[13VREF/15,VREF)14VREF/151111111111并行比較式ADC優(yōu)點：轉(zhuǎn)換速度快缺點：隨著位數(shù)增加，電路規(guī)模急劇增大January16,202322

計數(shù)式ADCJanuary16,202323

量化誤差為DAC的分辨率轉(zhuǎn)換速度慢適用于轉(zhuǎn)換速度要求不高但量化精度高的場合逐次比較式ADCJanuary16,202324

雙積分式ADCJanuary16,202325

雙積分式ADCJanuary16,202326ADC的參數(shù)分辨率使輸出數(shù)字量最低位變化1所對應(yīng)的輸入模擬量的變化量，用ΔV或ADC的位數(shù)n表示。 VREF=2nΔV某10位ADC