数电数模与模数转换器.ppt

数电数模与模数转换器
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第一页，课件共37页
模数(A/D)与数模(D/A)转换器是计算机与外部设备的重要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要部件。
将模拟量转换为数字量的装置称为模数转换器(简称A/D转换器或ADC)；
传感器
模拟控制
模拟信号
在计算机中进行
数字显示
数字控制
数字信号
ADC
DAC
将数字量转换为模拟量的装置称为数模转换器(简称D/A转换器或DAC)
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§ D/A转换器
一． D/A转换器的基本原理
D/A转换器的输入信号为数字信号，输出信号为模拟量(电压或电流)。其基本工作原理是：先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量。
当Dn-1…D1 D0=输入大小不同数字量时:
vo=输出大小不同的电压值
n位二进制数
D/A转换器的分类：倒T形电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器等。
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第三页，课件共37页
S0～S3：开关，由输入数码Di 控制其动作。
当Di=1时，Si 接运算反相输入端(右边)；
当Di=0时，Si 将电阻2R接地(左边) 。
二． 倒T形电阻网络D/A转换器
1、电路(4位)
uo
2R
+VREF
S2
S3
S1
S0
2R
2R
2R
2R
+
+
-
RF
D3
D2
D1
D0
R
R
R
参考电压
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2、工作原理
目的：求出uo~ D3 D2 D1 D0的关系。
uo
2R
+VREF
S2
S3
S1
S0
2R
2R
2R
2R
+
+
-
RF
D3
D2
D1
D0
R
R
R
I
IR
I3
I1
I0
I2
∵u-＝u+＝0, i-＝i+＝0
∴从VREF看进去总电阻为：
u-
u+
i-
i+
I3＝I/2 ,
I2＝I/4 ,
I1＝I/8 ,
I0＝I/16
R
总电流: I＝VREF/R ,
各分支电流:
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uo
2R
+VREF
S2
S3
S1
S0
2R
2R
2R
2R
+
+
-
RF
D3
D2
D1
D0
R
R
R
I
IR
I3
I1
I0
I2
u-
u+
i-
i+
可见:I3＝I/2， I2＝I/4， I1＝I/8， I0＝I/16
IR＝I3D3 ＋I2D2＋I1 D1＋I0D0
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若输入n位数字量:Dn-1、Dn-2 … D1、D0 , 则输出电压为:
uo
2R
+VREF
S2
S3
S1
S0
2R
2R
2R
2R
+
+
-
RF
D3
D2
D1
D0
R
R
R
I
IR
I3
I1
I0
I2
u-
u+
i-
i+
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uo
2R
+VREF
S2
S3
S1
S0
2R
2R
2R
2R
+
+
-
RF
D3
D2
D1
D0
R
R
R
I
IR
I3
I1
I0
I2
u-
u+
i-
i+
当输入0011时：
0 0 1 1
当输入0111时：
可见:输出的模拟量与输入数字量成正比
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