文档介绍：第10章模数转换器和数模转换器
目的、要求:
重点、难点:
了解D/A 转换器的分析方法,掌握D/A 转换器的计算方法,以及量化级的概念。
D/A 转换器的分析,计算及量化误差。
模/ 数(A/ D)转换器和数/ 模(D /A)转换器是计算机与各用户之间联系的重要接口。在一个实际的系统中有两种基本的量——模拟量和数字量。
模拟量:
指在数值上和时间连续变化的物理量。
数字量:
指在时间上离散的物理量。
数模转换器(DAC):
作用:
模数转换器(ADC):
将模拟信号转换为数字信号。
将数字信号转换为模拟信号。
用途:
是计算机与用户之间的接口电路。
第10章模数转换器和数模转换器
概述
数字控制系统:
我们所用的计算机是数字计算机,模拟量不能直接传送给电子数字计算机进行处理与控制,而应首先将这些模拟量通过传感器变成电信号。传感器:就是把非电信号转换为电信号。再把电模拟信号(电压,电流)经ADC 模/ 数转换器变成数字信号送到计算机里。而计算机进行实时控制时,控制对象是模拟量,所以必须经DAC 数/ 模转换器把数字量转换成电模拟量。
ADC
ADC
ADC
炉温控制
模拟传感器
模拟控制器
S
S
S
非电模拟量
A1’
A2’
An’
DAC
DAC
DAC
C
C
C
数字控制或计算电路
模拟通信:收音机、电视机,其模拟信号在空中传输。
模拟信号缺点:
①抗干扰能力差。
②不保密。
数字信号:
其抗干扰能力强;保密性好。
多路传输器模拟输入
多路传输器模拟输出
发射机
接收机
DAC
ADC
定时产生器
V11
V12
V1n
V0n
V02
V01
数据传输系统方框图
数据传输系统
模拟信号经传输器,把多路输入信号分时地送到A/ D 转换器ADC , 由发射机将数字信号发射输出出去。接收机收到数字信号后,经D /A 转换器DAC转换成模拟信号,最后由模拟信号输出多路传输器分成多路信号。
由于分时工作∴收、发两地要严格同步,这由双方的定时产生器来完成。
数模转换原理和一般组成
数模转换器(DAC)
DAC 作用:
将输入的二进制数字信号D 转换成模拟信号,并以电压或电流的形式输出。
≤V <
≤V <
≤V <
≤V <
≤V <
≤V <
≤V <
≤V <
1 1 1
1 1 0
1 0 1
1 0 0
0 1 1
0 1 0
0 0 1
A B C
0 0 0
如表:
1. 数模转换原理
相邻两个编码信号转换出来的数值是不连续的值,它们中间的差值由最低码所代表的位权来决定。该差值是信息所能分解的最小量,通常称量化级。
权电阻网络 DAC
1
1
0
1
V0
-
+
-
+
I
I2
S2
21R
R2
D3
D2
D1
D0
Rf
I3
S3
20R
R3
I1
S1
22R
R1
I0
S0
23R
R0
VREF
A
如图示: 它由数字寄存器、模拟电子开关(Si )、权电阻解码网络、运算放大器(A )、基准电源(VREF )组成。
数字量 D0 D1 D2 D3 用来控制模拟电子开关 S0 S1 S2 S3的状态,即每一位 Di 控制相应的一个模拟开关 Si 。
当Di = 1 时,Si 将与其相对应的电阻 Ri 和VREF 基准电压接通。
当Di = 0 时,Si 将与其相对应的电阻 Ri 接地。
权电阻网络:n 位二进制代码,由n个电阻组成。网络中各支
路的电阻 R0 ~ Rn-1 , 按权值大小成比例减小。
与Di (或Si )相连的电阻 Ri = 2n - 1 - i R
设 n = 4 :
∴ R0 = 23R = 8R
R1= 22R = 4R
R2= 21R = 2R
R3= 20R = R
∴二进制码的位权值越大,对应的权电阻值越小。
1
1
0
1
V0
-
+
-
+
I
I2
S2
21R
R2
D3
D2
D1
D0
Rf
I3
S3
20R
R3
I1
S1
22R
R1
I0
S0
23R
R0
VREF
A