08 第八章 AD和DA变换.ppt

第1页：第八章A/D和D/A变换

• 第八章A/D和D/A变换一、概念及其应用二、主要技术指
• 标1.精度：用分辨率、转换误差表
• 示2.速度：用转换时间、转换速率表示

第2页：典型的数字控制系统框图

传感器A/D计算机D/A模拟控制被测被控对象图8.0.1典型的数字控制系统框图

第3页：第一节

第一节DAC一、DAC的基本原理数码寄存器模拟开关译码网络求和放大器DuA参考电源UREF图8.1.1 DAC方框图

第4页：A/D与D/A变换的概念与应用（续）

图8.1. 2 D和uA的关系图11111110110111001011101010010001001000110100010101110110246-6-4-2DuA

第5页：倒T型R-2R电阻网络

51.构成2.工作原理电阻网络、双向电子模拟开关、求和放大器、数码寄存器、参考电源通常取Rf=R，则：二、倒T型R-2R电阻网络DAC

第6页：转换器的主要技术指标（续）

图8.1. 4倒T型R-2R电阻网络D/A转换电路

第7页：满量程电压值：例已知4位倒T型

满量程电压值：例已知4位倒T型DAC，输入数字量为1101，uREF=-8V，Rf=R，则输出模拟量uO=?解：通常取Rf=R，则：

第8页：DAC的主要参数1.分辨率

三、DAC的主要参数1.分辨率LSB：Least Significant Bit(1)用输出的电压（电流）值表示输入变化1LSB时，输出端产生的电压变化。

MSB：Most Significant Bit通常取Rf=R，则：

第9页：例1已知

例1已知uOm=5V，n=10，则例2倒T型网络DAC的uOm=10V，试问需多少位代码，才能使分辨率R′达到2mV。

( Rf=R)解由题意知：

第10页：用百分比表示(3)用位数n表示2.转换误

(2)用百分比表示(3)用位数n表示2.转换误差(1)绝对误差：实际值与理想值之间的差值。

(2)相对误差：绝对误差与满量程的比值。

第11页：从输入的数字量发生突变开始

从输入的数字量发生突变开始，直到输出电压进入与稳态值相差±½LSB范围以内的这段时间。

3.建立时间tsettset±½LSBuOt

第12页：第三节

• 第三节ADC一、模数转换的一般过
• 程1.采样和保
• 持2.量化与编码量化电平（离散电平）：都是某个最小单位（量化单位△）的整数倍的电平。①舍尾方法②四舍五入方法

第13页：图8.3.2 基本采样保持电路

图8.3.2基本采样保持电路Otu1(t)OttOuO(t)tOt

第14页：模拟输入信号

Otu1(t)(a)模拟输入信号

第15页：采样信号

( b′)采样信号Ot

第16页：采样输出信号

t(b)采样输出信号O

第17页：模数转换的一般过程与ADC（续）

图8.3. 1模拟信号的采样保持（c）采样保持信号OtuO(t)

第18页：采样—保持信号uO量化电平

采样—保持信号uO量化电平uq……uOuq

第19页：采样—保持信号uO量化电平

采样—保持信号uO量化电平uq……uOuq

第20页：逐次逼近式

201.组成二、逐次逼近式ADC电压比较器、D/A转换器、时序分配器、JKFF、寄存器2.工作原理先使JKFF的最高位为1，其余低位为0，比较，下一CP有效沿到，决定1的去留；

再使JKFF的次高位为1，其余低位为0，比较，下一CP有效沿到，决定1的去留；

第21页：ADC的主要参数1.分辨率

直到最低位比较完为止。

此时JKFF中所存的数码就是所求的输出数字量。

转换位数为N，则转换时间为(N+1)Tcp。

三、ADC的主要参数1.分辨率：所能分辨的输入模拟量的最小值。

(1)用输入的电压（电流）值表示

第22页：模数转换的一般过程与ADC（续2）

图8.3. 3 4位逐次逼近型A/D转换器结构图

第23页：时序分配器输出波形

CPCP0CP1CP2CP4CP3图8.3.4时序分配器输出波形

第24页：知一ADC为10位

例已知一ADC为10位，UREF=5V，则：(2)用百分比表示(3)用位数n表示

第25页：转换误差(1)绝对误差：与输出数字量对应

252.转换误差(1)绝对误差：与输出数字量对应的理论模拟值与产生该数字量的实际输入模拟值之间的差值绝对误差与额定最大输入模拟值（FSR）的比值，通常用百分数表示。

(2相对误差：3.转换时间和转换速率

第26页：模数转换的一般过程与ADC（续3）

作业题8.3若倒T型…8.48.5…uIm=10V，n=4，…