文档介绍：数字逻辑设计
第九章
数/模（D/A）转换电路
模/数（A/D）转换电路
随着大规模集成电路和计算机技术的飞速发展，数字技术渗透到各个技术领域，各种以数字技术为基础核心的装置和系统层出不穷，如数字仪表、数字控制、数。
DAC的主要性能参数及选用方法
指输入数字量的最低有效位（LSB）变化1个字所引起的输出电压变化值相对于满刻度值（最大输出电压）的百分比。
有时也用输入数字量的有效位数（n）来表示分辨率。
一、转换精度
1、分辨率
2、转换误差
转换误差有绝对误差和相对误差两种表示方法。对于某个输入数字，实测输出值与理论输出值之差称为绝对误差。对于某个输入数字，实测输出值与理论输出值之差同满刻度之比称为相对误差。
3、线性误差
通常用线性误差的大小表示D/A 变换器的线性度。把偏离理想的输入－输出特性的偏差与满刻度输出之比的百分数定义 为非线性误差（FSR）。
二、转换速度
建立时间定义为：从输入数字量发生变化开始到输出进入稳态值±。，不含运算放大器的DAC其建立时间一般小于100nS。
DAC的转换速度也称转换时间或建立时间，主要由DAC转换网络的延迟时间和运算放大器的电压变化率SR来决定。
数字逻辑设计
模数转换电路（ADC 或A/D ） A/D转换的基本概念 基本ADC电路 ADC的主要性能参数及芯片选用
A/D转换的基本概念
A/D转换过程包括取样、保持、量化和编码四个步骤，前两步在取样-保持电路（S/H）中完成，后两步在A/D转换电路中完成。
采样定理：fs >= 2 fmax （理论计算）
fs >=（4~5）fmax （实际应用）
采样-保持：将采样后的值保存下来，并在采样脉冲结束之后到下一个采样脉冲到来之前保持不变，保证ADC在此期间将样值转换成数字量。其原理与峰值检测电路相同，电路有LF198等。
量化与编码
基本ADC电路
并行比较型ADC
特点: 转换速度快,转换时间 10ns ~1s
逐次逼近型ADC
特点: 转换速度中,转换时间 几s ~100 s
双积分型ADC
特点: 转换速度慢,转换时间 几百s ~几ms
并行比较型ADC
-
+
+
-
+
+
-
+
+
-
+
+
-
+
+
-
+
+
-
+
+
ux
E
R
R
R
R
R
R
R
R
D2
D1
D0
数字输出
A
G
F
E
C
D
B
编
码
器
7E/8
6E/8
5E/8
4E/8
3E/8
2E/8
E/8
电路由三部分组成: 分压器、比较器和编码器。
这种A/D 变换器的优点是转换速度快，缺点 是所需比较器数目多，位数越多矛盾越突出。
比较器输入
E > ux > 7E / 8
7E / 8 > ux > 6E / 8
6E / 8 > ux > 5E / 8
5E / 8 > ux > 4E / 8
4E / 8 > ux > 3E / 8
3E / 8 > ux > 2E / 8
2E / 8 > ux > 1E / 8
1E / 8 > ux > 0
A
B
C
D
E
F
G
D2
D0
D1
编码器输出
输入电压
ux
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
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1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
逻辑状态关系表
逐次逼近型ADC
其工作原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共重15克，每个重量分别为8、4、2、1克。设待秤重量Wx = 13克，可以用下表步骤来秤量：
砝码重
第一次
第二次
第三次
第四次
加4克
加2克
加1克
8 克
砝码总重 < 待测重量Wx ，故保留
砝码总重仍 <待测