单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第7章,上页,下页,返回,7.1,数/模(D/A)转换器,第7章,数/,模与模/数转换器,7.3,模拟开关与采样-保持,（S/H）,电路,7.2 模,/数(A/D)转换器,第7章上页下页返回 7.1 数/模(D/A)转换器第7章,1,第7章,上页,下页,返回,7.1.1,T,型电阻网络,D/A,转换器,7.1,数/模(,D/A,)转换器,7.1.2,集成,D/A,转换器举例,第7章上页下页返回 7.1.1 T型电阻网络D/A转换器,2,D/A,的组成框图,上页,下页,第7章,返回,翻页,电 子 开 关,电 阻 网 络,输入寄存器,基 准 电 压,求 和 放 大,7.1.1,T,型电阻网络,D/A,转换器,模拟量输出,数字量输入,D/A的组成框图上页下页第7章返回翻页电 子 开 关电 阻,3,T,型电阻网络,D/A,转换器,梯形电阻网络,A,、,B、C、D,任意一点，其右边的电阻网络等效电阻均等于,R,。,S为电子开关。,当,D=0,时,S,接地；当,D=1,时,S,接“地”（虚地）,。,基准电源,并行数字输入,上页,下页,第7章,翻页,电子开关,模拟信号输出,R,R,R,2R,2,R,2,R,2,R,2,R,I,0,I,1,I,2,I,3,S,0,S,1,S,2,S,3,D,0,D,1,D,2,D,3,U,REF,I,R,f,U,O,8,A,B,C,D,I,o1,I,o2,+,+,_,返回,T型电阻网络D/A转换器 梯形电阻网络A、B、C、,4,R,R,R,2R,2,R,2,R,2,R,2,R,I,0,I,1,I,2,I,3,S,0,S,1,S,2,S,3,D,0,D,1,D,2,D,3,U,REF,I,U,O,8,A,B,C,D,I,o1,I,o2,_,+,+,当 D=0时S 接地；当 D=1时S 接“地”（虚地），,T,型电阻网络的等效电路,即不论模拟开关接到左边还是右边，电阻2,R,一端总是零电位。其等效电路如图：,第7章,上页,下页,翻页,R,R,U,REF,I,I,=,U,REF,R,梯形电阻网络,A、B、C、D,任意一点，其右边的电阻网络等效电阻均等于,R,。,返回,RRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D,5,I,=,U,REF,R,上页,下页,第7章,翻页,R,R,R,2,R,2,R,2,R,2,R,I,0,I,1,I,2,I,3,U,REF,I,A,B,C,D,I,0,I,1,I,2,I,3,2,R,R,R,R,2,R,2,R,2,R,2,R,2,R,I,0,I,1,I,2,I,3,S,0,S,1,S,2,S,3,D,0,D,1,D,2,D,3,U,REF,I,R,f,U,O,8,A,B,C,D,I,o1,I,o2,+,+,_,I,o1,=,I,3,I,2,I,1,I,0,+,+,+,=,（,D,3,2,3,+,D,2,2,2,+,D,1,2,1,2,4,I,+,D,0,2,0,）,U,O,=,R,f,I,01,=,（,D,3,2,3,+,D,2,2,2,+,D,1,2,1,2,4,R,f,I,+,D,0,2,0,）,U,O,=,(,D,3,2,3,+,D,2,2,2,+,D,1,2,1,+,D,0,2,0,),U,REF,R,f,2,4,R,U,O,=,(,D,n-1,2,n-1,+,D,n-2,2,n-2,+,+,D,1,2,1,+,D,0,2,0,),U,REF,R,f,2,n,R,返回,I=UREFR 上页下页第7章翻页RRR2R2R2R2,6,上页,下页,第7章,D/A,的主要技术参数,是指最小输出电压（对应的输入二进制数为,1,）与最大输出电压(对应的输入二进制数的所有位全为,1,)之比。,例如十位数模转换器的分辨率为：,分辨率=,1/（2,n,-1）,表示实际输出的电压值与理想的输出电压值之间的差别。,从数码输入到模拟电压稳定输出间的时间称为转换速度。,1,2,10,-1,0.001,分 辨 率:,转换精度,：,转换速度,：,翻页,返回,上页下页第7章 D/A的主要技术参数 是指最小输出电压（对,7,CC,7520 外部引脚图,I,out1,、,I,out2,：,电流输出端,R,F,：反馈信号输入端,U,DD,：,电源输入端，5 10V,GND：,接地端,U,REF,：,基准电源，10V +10V,上页,下页,第7章,翻页,CC7520 D/A,转换器,CC,7520,是10位,CMOS,电流开关型,D/A,转换器，其结构简单，通用性好。片内只含倒,T,型电阻网络、电子开关和反馈电阻,R,F,，应用时外部要接参考电压源和运算放大器。,引脚功能,D,9,D,0,：数字信号输入端,I,out1,I,out2,GND,D,9,D,8,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,U,DD,U,REF,R,F,1,2,3,4,5,6,7,8,16,15,14,13,12,11,10,9,7.1.2,集成,D/A,转换器举例,返回,CC7520 外部引脚图 Iout1、Iou,8,上页,下页,第7章,翻页,CC7520 D/A,转换器应用电路,1,2,3,4,16,15,14,13,12,CC7520,D,0,D,1,D,9,U,REF,U,DD,+,+,_,U,0,U,O,=,(,D,9,2,9,+,D,8,2,8,+,+,D,1,2,1,+,D,0,2,0,),U,REF,2,10,返回,上页下页第7章翻页 CC7520 D/A转换器应用电路123,9,程控三角波/方波发生器,D,8,D,7,D,0,+,+,_,U,01,1,2,3,4,16,15,14,13,CC7520,5,6,D,9,_,+,+,U,REF,+,15V,U,02,A,1,A,2,U,O2,U,O1,第7章,上页,下页,返回,本节结束,1k,R,1,R,2,C,D,Z,10k,20k,程控三角波/方波发生器D8D7D0+_U011234,10,第7章,上页,下页,返回,7.2.1,逐次逼近型,A/D,转换器,7.2,模/数(,A/D,)转换器,*7.2.2,双积分型,A/D,转换器,概述,第7章上页下页返回 7.2.1 逐次逼近型A/D转换器7,11,上页,下页,第7章,返回,翻页,A/D,转换器的作用是将输入的模拟电压数字化。,直接转换器：,主要分为,两大类：,间接转换器：,逐次逼近型、并联比较型等,单积分型、双积分型等,概述：,上页下页第7章返回翻页 A/D 转换器的作用是将,12,7.2.1,逐次逼近型,A/D,转换器,顺序,砝码重量,比较判断,砝码去留,1,8g,8g13g,留,1,2,8g+4g,12g13g,去,0,4,8g+4g+1g,13g=13g,留,1,逐次逼近的基本思想：类似于用天平称物,上页,下页,第7章,返回,翻页,结果表示,7.2.1 逐次逼近型A/D转换器顺序砝码重量 比较判断砝码,13,逐次逼近型,A/D,转换器原理框图,上页,下页,第7章,返回,翻页,电,压,比,较,器,输出数字量,模拟信号输入,参考电压,逐次逼,近寄存器,D/A,转换器,节,拍,脉,冲,发,生,器,输 出,寄存器,CP,逐次逼近型A/D转换器原理框图上页下页第7章返回翻页电输出数,14,四,位,D/A,转,换,器,1,D,Q,C,D,Q,C,D,Q,C,D,Q,C,+,C,4,C,3,C,2,C,1,C,0,S,D,J,K,R,D,C,Q,0,S,D,J,K,R,D,C,Q,1,S,D,J,K,R,D,C,Q,2,S,D,J,K,R,D,C,Q,3,+,U,i,=5.52V,比较器,节,拍,脉,冲,发,生,器,时钟,脉冲,数码寄存器,d,3,d,2,d,1,d,0,上页,下页,第7章,返回,逐次比较寄存器,U,0,U,+,U,+,J,K,U,0,=(d,3,2,3,+d,2,2,2,+d,1,2,1,+d,0,2,0,),2,4,U,R,C,C,0,C,2,C,1,C,3,C,4,0,1,0,0,0,U,R,=8V,U,0,=4V,1,0,0,0,0,0,1,0,1,1,1,0,1,1,翻页,U,0,=5V,U,0,=6V,0,1,U,0,=5.5V,四位逐次逼近型A/D转换器,D/A,四1DQCDQCDQCDQC+C4SDKRDCQ0SDKRD,15,顺序,d,3,d,2,d,1,d,0,U,A,/V,比较,该位,1,的去留,1,1,0,0,0,4,U,A,U,I,1,0,1,0,3,5,U,A,U,I,1,0,1,1,4,5.5,U,A,U,I,留,去,留,留,U,A,逼近,U,I,的波形,四位逐次逼近型,ADC,的转换过程,U,A,逼近,U,1,的波形,上页,下页,第7章,5.52,O,5,1,2,3,4,6,U,A,/V,2,3,4,1,脉冲,顺序,返回,翻页,顺序d3 d2 d1 d0UA/V比较该位111,16,集成A/D芯片,ADC0801外引脚图,ADC0801,各管脚功能,：,上页,下页,第7章,U,IN,(+)、U,IN,(-)：模拟量,输入端,D,0,D,7,：八位数字信号输出端,U,CC,：,电源端，,U,CC,=5V,DGND：,数字地端,AGND：,模拟地端,CS：片选信号，低电平有效,R,D：读出端，,低电平有效,WD：写入端，,低电平有效,CLKIN：外部时钟脉冲输入端,CLKR：内部时钟脉冲端,INTR：输出控制端,返回,翻页,集成A/D芯片ADC0801外引脚图ADC0801各管脚功能,17,上页,下页,返回,翻页,第7章,*7.2.2,双积分型,A/D,转换器,双积分型,A/D,转换器属于电压时间变换的间接,A/,D转换器。,基本原理是将一段时间内的输入模拟电压,U,i,和参考电压,U,R,通过两次积分，变换成与输入电压平均值成正比的时间间隔，再变换成正比于输入模拟信号的数字量。,上页下页返回翻页第7章*7.2.2 双积分型A/D转换器,18,上页,下页,返回,翻页,第7章,U,i,U,R,A,B,S,1,R,S,2,C,u,o,积分器,比较器,CP,数字量输出,_,+,计数器,控,制,逻,辑,电,路,_,+,&,脉冲,发生器,+,+,A,1,A,2,双积分型,A/D,转换器原理图,上页下页返回翻页第7章UiURABS1RS2Cuo积分器比,19,上页,下页,返回,翻页,第7章,CP,u,o,t,t,t,0,0,0,U,P,T,1,T,2,D,out,U,R,U,i,A,B,S,1,R,S,2,C,u,o,积分器,比较器,CP,数字量输出,_,+,计数器,控,制,逻,辑,电,路,_,+,&,脉冲,发生器,+,+,A,1,A,2,1.,定时采样阶段：,S,1,合向A侧，从0开始对,U,i,积分。,A/D,转换器的工作波形,上页下页返回翻页第7章CPuottt000UPT1T2Dou,20,上页,下页,返回,翻页,第7章,CP,u,o,t,t,t,0,0,0,U,P,T,1,T,2,D,out,U,R,U,i,A,B,S,1,R,S,2,C,u,o,积分器,比较器,CP,数字量输出,_,+,计数器,控,制,逻,辑,电,路,_,+,&,脉冲,发生器,+,+,A,1,A,2,t=T,1,时，,S,1,合向,B,侧，停止采样。,t=t,1,积分器输出为,A/D,转换器的工作波形,U,P,=,-,RC,T,1,U,i,=,-,RC,T,C,U,i,2,n,上页下页返回翻页第7章CPuottt000UPT1T2Dou,21,上页,下页,返回,翻页,第7章,CP,u,o,t,t,t,0,0,0,U,P,T,1,T,2,D,out,U,R,U,i,A,B,S,1,R,S,2,C,u,o,积分器,比较器,CP,数字量输出,_,+,计数器,控,制,逻,辑,电,路,_,+,&,脉冲,发生