第20讲模拟信号与数字信号的相互转换.ppt

清华大学电机系唐庆玉1997年制作
如发现有人剽窃必定追究!
第15章数模变换器(DAC)、模数变换器(ADC)
千岛湖风光
D/A变换器 A/D变换器 计算机数据采集简介
千岛湖画面属唐庆玉个人创作,青山緑水蓝天白云,剽窃必究
清华大学电机系电工学教研组唐庆玉编
2000年3月20日
引言
模拟信号数字信号:
A/D转换器(ADC-Analog Digital Converter)
数字信号模拟信号:
D/A转换器(DAC- Digital Analog Converter)
引言(续): A/D转换器、D/A转换器的应用
放大器
传感器
(温度、压力、流量、应力等)
采样/保持器
A/D
计算机
显示器
D/A
示波器
打印机
计算机进行各种数字处理(如滤波、计算)、数据保存、打印等
显示器显示字符、曲线、图形、图象等
D/A 转换器
(1) D/A功能: 将数字量成正比地转换成模拟量
D/A
n =
4位
8位
10位
12位
16位
n位
数字量
模拟量
0~5V或
0~10V
D/A转换器原理
D/A 功能(续)
4位数据: 0000 0V
1111 5V
分辨率:
5V/15=
/每1个最低有效位
8位数据: 00000000 0V
11111111 5V
分辨率:
5V/255=
/每1个最低有效位
(2) D/A的组成
由三部分电路组成
电阻网络
模拟电子开关
求和运算放大器
D/A的组成(续)
输入4位二进制数
输出模拟电压
S0~S3:
模拟电子开关
D=0, S倒向地
D=1, S倒向VREF
电阻网络
求和运算放大器
VREF
2R
2R
2R
2R
2R
R
R
R
2R
S0
S1
S2
S3
精密参考电压
D0
D1
D2
D3
+
+
-
3R
3R/2
UO
VREF
2R
2R
2R
2R
2R
R
R
R
S0
S1
S2
S3
D0
D1
D2
D3
2R
+
+
-
3R
3R/2
UO
当D3D2D1D0=0000时,
S3S2S1S0都倒向地
UO=0V
(3) D/A转换原理
当D3D2D1D0=0000时
UO
3R
2R
+
+
-
3R/2
R
等效电路
3R
0
0
0
0
AV= -1
VREF
2R
2R
2R
2R
2R
R
R
R
S0
S1
S2
S3
D0
D1
D2
D3
2R
+
+
-
3R
3R/2
UO
D/A转换原理(续)
当D3D2D1D0=1000时,
S2S1S0都倒向地,
S3倒向VREF
UO
3R
+
+
-
3R/2
等效电路
2R
2R
VREF
2R
R
VREF/2
UO=-VREF/2
当D3D2D1D0=1000时
0
0
0
1
AV= -1
3R
VREF
2R
2R
2R
2R
2R
R
R
R
S0
S1
S2
S3
D0
D1
D2
D3
2R
+
+
-
3R
3R/2
UO
D/A转换原理(续)
当D3D2D1D0=0100
时,
S3S1S0都倒向地
S2倒向VREF
当D3D2D1D0=0100时
UO=-VREF/4
UO
3R
+
+
-
3R/2
等效电路
2R
R
VREF
2R
2R
2R
3R
VREF/4
0
0
1
0
AV= -1