1第八章數模與模數轉換電路2傳感器A/D計算機D/A模擬控制被測被控對象典型的數字控制系統框圖3A/D轉換器、D/A轉換器的應用放大器傳感器(溫度、壓力、流量、應力等）采樣/保持器A/D計算機顯示器D/A示波器打印機計算機進行各種數字處理（如濾波、計算）、數據保存、打印等顯示器顯示字符、曲線、圖形、圖象等48.1D/A轉換器

DAC的基本原理數碼寄存器模擬

開關解碼

網絡求和電路DuA基準電壓UREFDAC方框圖5D和uA的關系圖11111110110111001011101010010001001000110100010101110110246-6-4-2DuA61.構成2.工作原理電阻網絡、雙向電子模擬開關、求和放大器、數碼寄存器、參考電源通常取Rf=R，則：1、倒T型R-2R電阻網絡DAC7倒T型R-2R電阻網絡D/A轉換電路8D/A的組成輸入4位二進制數輸出模擬電壓S0~S3:模擬電子開關D=0,S倒向地D=1,S倒向VREF電阻網絡求和運算放大器VREF2R2R2R2R2RRRR2RS0S1S2S3精密參考電壓D0D1D2D3++-3R3R/2UO9VREF2R2R2R2R2RRRRS0S1S2S3D0D1D2D32R++-3R3R/2UO當D3D2D1D0=0000時,S3S2S1S0都倒向地UO=0V(3)D/A轉換原理當D3D2D1D0=0000時UO3R2R++-3R/2R等效電路3R0000AV=-110VREF2R2R2R2R2RRRRS0S1S2S3D0D1D2D32R++-3R3R/2UOD/A轉換原理當D3D2D1D0=1000時,S2S1S0都倒向地，S3倒向VREFUO3R++-3R/2等效電路2R2RVREF2RRVREF/2UO=-VREF/2當D3D2D1D0=1000時0001AV=-13R11VREF2R2R2R2R2RRRRS0S1S2S3D0D1D2D32R++-3R3R/2UOD/A轉換原理(續)當D3D2D1D0=0100時,S3S1S0都倒向地S2倒向VREF當D3D2D1D0=0100時UO=-VREF/4UO3R++-3R/2等效電路2RRVREF2R2R2R3RVREF/40010AV=-112D/A轉換原理VREF2R2R2R2R2RRRRS0S1S2S3D0D1D2D32R++-3R3R/2UO同理可推導，當D3D2D1D0=0010時，UO=–VREF/8

當D3D2D1D0=0001時，UO=–VREF/1613D/A轉換原理D3D2D1D0=1000時，UO=–VREF/2=–D3VREF/21D3D2D1D0=0100時，UO=–VREF/4=–D2VREF/22D3D2D1D0=0010時，UO=–VREF/8=–D1VREF/23D3D2D1D0=0001時，UO=–VREF/16=–D0VREF/24根據疊加原理:UO=–(D3VREF/21+

D2VREF/22+

D1VREF/23+

D0VREF/24)=–(D3/21+

D2/22+

D1/23+

D0/24)VREF

=

–(VREF/24)

(23D3

+

22D2+

21D1

+

20D0)14UO=

–(VREF/24)

(23D3

+

22D2+

21D1

+

20D0)D/A轉換原理此式表明:D/A電路輸出模擬電壓UO與輸入的數字量D3D2D1D0成正比152、權電流型D/A轉換器163、D/A轉換器的輸出方式1.單極性輸出172、雙極性輸出184、D/A轉換器的主要技術指標1.轉換精度（分辨率）LSB：LeastSignificantBit(1)用輸出的電壓（電流）值表示輸入變化1LSB時，輸出端產生的電壓變化。MSB：MostSignificantBit19例1

已知uOm=5V，n=10，則例2

倒T型網絡DAC的uOm=10V，試問需多少位代碼，才能使分辨率R′達到2mV。(Rf=R)解由題意知：20(2)用百分比表示(3)用位數n表示2.轉換誤差(1)絕對誤差：實際值與理想值之間的差值。(2)相對誤差：絕對誤差與滿量程的比值。21從輸入的數字量發生突變開始，直到輸出電壓進入與穩態值相差±?LSB范圍以內的這段時間。3.建立時間tset

tset±?LSBuOt225、集成D/A轉換器及其應用

230832——與μP兼容的8bitDAC

·采用CMOS和薄膜Si-Cr電阻相容工藝，溫漂低·具有二級數字輸入緩沖鎖存器，可與數據μP數據總線直接相連，無需另接鎖存器·屬乘法D/A轉換器——可工作于四個象限·與TTL電平兼容

·數字地與模擬地可分開，使用靈活

24MAX5013——新產品12bit高速DAC·工作速率達100MHZ·建立時間僅13ns·內含主-從式鎖存器·電源電壓+5V或-5.2V·與TTL和ECL電導兼容258.2A/D轉換器

1、模數轉換的一般過程1.采樣和保持2.量化與編碼量化電平（離散電平）：都是某個最小單位（量化單位△）的整數倍的電平。①舍尾方法②四舍五入方法26基本采樣保持電路27Otu1(t)(a)模擬輸入信號28Ot(b′)采樣信號29Ot(b)采樣輸出信號30模擬信號的采樣保持OtuO(t)（c）采樣保持信號31采樣—保持信號uO量化電平uq……32采樣—保持信號uO量化電平uq……332、并聯比較型A/D轉換器（三位）DQDQDQDQDQDQDQ7VR/86VR/85VR/84VR/83VR/82VR/8VR/8VRRRRRRRRRUIUI6VR/8時，輸出=1UI7VR/8時，輸出=1UI7VR/8時，輸出=0UI6VR/8時，輸出=0電壓比較器D鎖存器編碼器QBQAQGQFQEQCQDD2D1D0輸入模擬電壓精密參考電壓精密電阻網絡（23個電阻）輸出數字量CPUIVR/8時，輸出=1UIVR/8時，輸出=034并聯比較型A/D轉換器中的編碼器真值表UIQAQBQCQDQEQFQGD2D1D06VR/8

>UI>5VR/8

00111111015VR/8

>UI>4VR/8

00011111007VR/8

>UI>6VR/8

0111111110VR>UI>7VR/8

11111111114VR/8

>UI>3VR/8

00001110113VR/8

>UI>2VR/8

00000110102VR/8

>UI>VR/8

0000001001VR/8

>UI>

0

0000000000特點：輸入電壓UI每增加VR/8

，輸出數字量增加1根據以上真值表設計編碼器的組合邏輯電路（設計略）351.組成3、逐次比較型A/D轉換器電壓比較器、D/A轉換器、時序分配器、JKFF、寄存器2.工作原理先使JKFF的最高位為1，其余低位為0，比較，下一CP有效沿到，決定1的去留；再使JKFF的次高位為1，其余低位為0，比較，下一CP有效沿到，決定1的去留；36直到最低位比較完為止。此時JKFF中所存的數碼就是所求的輸出數字量。轉換位數為N，則轉換時間為(N+1)Tcp。

逐次比較型A/D轉換器374位逐次逼近型A/D轉換器結構圖38CPCP0CP1CP2CP4CP3時序分配器輸出波形39數雙積分型A/D轉換器4.雙積分型A/D轉換器40雙積分型ADC時段①：固定時間積分,到時結束時段②：固定斜率積分，過零結束41雙積分型ADC數雙積分型A/D轉換器優點：精度較高，對元件要求低缺點：速度低422.轉換誤差

(1)量化誤差：與輸出