精品大学课件--南开大学数字电子--第八章VIP免费

第1页共13页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共13页本文档由标准美女（标准王国）整理，仅作学习交流使用。如文档存在缺页、字迹模糊、乱码等情况，请大家通过论坛消息与我联系。第八章数—模（D/A）和模－数（A/D）转换指标：转换精度——转换结果的准确程度。第2页共13页第1页共13页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共13页转换速度——转换的快慢。D/A转换有：权电阻网络型、T型网络型、权电流网络型等。A/D转换有：直接型、间接型。8．1D/A转换器如果有一电路，其输出电压与输入的数字量成正比，即可作D/A转换器。一、权电阻网络D/A转换器1、电路2、原理由图知i=I3＋I2＋I1＋I0＝VREF20Rd3+VREF21Rd2+VREF22Rd1+VREF23Rd0¿VREF23R(d3×23+d2×22+d1×21+d0×20)Vo=−i⋅R2¿−VREF24(d3×23+d2×22+d1×21+d0×20)¿−VREF24D4（d为0或1）如果n位，则Vo=−VREF24Dn。Vo的变化范围为0～－2n−12nVREF。缺点：电阻相差太大，精度难保证，不便集成。二、倒T型电阻网络DAC由电阻网络、模拟开关（电子开关）、运放三部分组成。VREF是参考电压。S是电子开关，d是数字信号，1时S接参考电压，0时接地。第3页共13页第2页共13页输入（补码）对应十进制数要求输出电压01133V01022V00111V00000V111-1-1V110-2-2V101-3-3V100-4-4V编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共13页1、电路2、原理由于反相端为虚地，所以，总电流I不变，各电阻支路电流也不变。I=VREFRVo=−i⋅R=−R(I2d3+I4d2+I8d1+I16d0)¿−VREF24(d3×23+d2×22+d1×21+d0×20)¿−VREF24D4同样，若n位，则Vo=−VREF2nDn。优点：电阻种类少，精度高；各支路电路直接流入运放，不存在时间差，所以无尖峰脉冲。且转换速度快。是用的最多的一种DAC。三、具有双极性输出的DAC在二进制算术运算中，通常把带符号的数表示为补码的形式，因此DAC也应把补码分别转换成正负极性的模拟电压。例如三位二进制补码表示的数是＋3～－4，第4页共13页第3页共13页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共13页由表知，在前面DAC的基础上，只要在符号位端加一非门，即可使输出电压与原码的大小成比例。但是是单极性输出，再加一电压偏移量，即可为双极性输出。电路如图：输入补码000时，输出为0。即i=IB，VBRB=VREFR，以此可求出偏移电压和电阻的值。四、DAC的转换精度和转换速度1、转换精度——用分辨率和转换误差描述分辨率用二进制数码的位数给出。能区分2n个不同状态，是理论上可达到的精度。分辨率也可用输出最小电压与最大电压比给出。VO(min)=VREF2n，VO(m)=VREF2n（2n−1)所以，分辨率为12n−1比如一个10位的DAC,可以说分辨率是10位，也可以说分辨率是千分之一（1210－1＝11023≈1‰)。而实际达到的精度还要看转换误差。转换误差：通常用输出电压满刻度（FSR）的百分数表示，或者最低有效位的倍数表示，如1/2LSB。误差原因：参考电压的波动、运放的零点漂移、开关电阻的存在以及电阻网络中电阻值的偏差等。例：AD7520是十位倒T型DAC,参考电压VREF＝－10V,为保证误差小于1/2LSB,计算VREF的相对稳定度。解：当仅最低位为1时，输出vo=−VREF210。要求绝对误差|Δvo|