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11 模块4 综合应用2-DA与AD转换电路.pptx

页数:20页文件大小:1.04 MB来源: 电工电子技术项目ppt课件

本课件为项目11 D/A与A/D转换电路,围绕音量遥控调节系统,讲解T型网络数模转换原理、逐次逼近型模数转换过程与主要参数,并介绍ADC0809与DAC0832的应用。

项目11 D/A与A/D转换电路封面页,标示课程名称与本项目在模块4综合应用中的位置
转换概述讲解页,说明模拟信号与数字信号两大类以及DAC与ADC的定义
音量遥控任务目标页,列出理解转换概念、了解转换基本原理与掌握主要参数三项要求
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第1页:D/A与A/D转换电路项目封面

D/A与A/D转换电路项目封面

直流稳压电源项目11D/A与A/D转换电路项目10555定时器及应用电工电子技术项目教程模块4综合应用

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第2页:数模与模数转换概述

数模与模数转换概述

为模拟量的过程,相应器件(集成电路)
称为D/A转换器或DAC(DigitaltoAnalogConverter);模/数转换则是把模拟量转换为数字量的过程,相应器件称为A/D转换器或ADC(AnalogtoDigitalConverter)。项目11D/A与A/D转换电路

第3页:音量遥控调节系统任务

音量遥控调节系统任务

音量遥控调节系统

  • (1)理解数模和模数转换的概念;
  • (2)了解数/模和模/数转换基本原理;
  • (3)掌握数/模和模/数转换器的主要参数及应用。

第4页:音量遥控调节系统引入

音量遥控调节系统引入

某音响系统,需要遥控调节其音量。

已知该音量控制电位器使用一个直流电机驱动。

对于直流电动机,只要调节电机的控制电压就可以无步级地调节电机的转速,从而实现音量调节。

但是,遥控信号不论是用射频还是用红外线为载体都是无法携带像电压这种模拟量信息的,因此,必须要对这些模拟量做些相对应的转换,才能实现对音量电位器驱动电机的精确控制。

第5页:T型网络D/A转换器

T型网络D/A转换器

一、数/模(D/A)转换电路1.基本结构原理T型网络DAC结构原理该电路的特点是:从D,C,B,A各点向右看的等效电阻均为2R〔无论开关S打向哪边,因为接0是接地,接1是接虚地〕。

第6页:D/A转换器的工作原理

D/A转换器的工作原理

工作原理若所有的开关均接向接点“1”,则流向运放的电流实际上,并不一定所有的开关都接向“1”接点,因而在上式中引入因子取0或1由于(从D,C,B,A各点向右看的等效电阻均为2R),故是以二进制表示的十进制数。

第7页:D/A转换器的输出关系

D/A转换器的输出关系

经过运放处理后,取时,推广到输入量D为n位的情况,即DAC把输入的二进制数字量转换成了电压。

D/A转换原理D/A转换器有权电阻网络、T型电阻网络、倒T型电阻网络几种,无论何种形式的DAC,都是先把输入二进制码转换成与其成正比例的电压或电流,然后相加得到与输入的数字信息成正比的模拟量。

第8页:D/A转换器的主要参数

D/A转换器的主要参数

/A转换器的主要参教1)分辨率分辨率
是指最小输出电压与最大输出电压之比,它取决于D/A转换器的位数。2)转换精度转换精度是指输出模拟电压的实际值和理论值之差,即最大静态误差。3)转换时间转换时间指完成一次转换需要的时间,是从数字量加到D/A转换器的输入端到输出稳定的模拟量需要的时间。D/A转换器的位数越多,转换时间就越长,一般在零点几微秒到数十微秒范围内。

第9页:A/D转换器与逐次逼近型

A/D转换器与逐次逼近型

。常用的A/D转换器有两大类型,一类
称为“双积分型”A/D转换器;另一类称为“逐次逼近型”A/D转换器。双积分型A/D转换器价格较低,抗干扰能力较强,转换精度高,但转换速度较慢,适用于对数据采集速度要求较低的场合。当要求采集数据的速度较高时,则必须采用逐次逼近型A/D转换器。1.逐次逼近型A/D转换器的工作原理所谓逐次逼近,就像用天平称量一个未知质量的物体,只是使用砝码的质量一个比一个小一半。

第10页:逐次逼近型A/D工作原理

逐次逼近型A/D工作原理

工作原理转换开始前先将所有寄存器清零。

开始转换以后,时钟脉冲首先将寄存器最高位置成1,使输出数字为100…0。

这个数码被数/模转换器(DAC)转换成相应的模拟电压UOUT,送到比较器中与模拟输入进行比较。

若UOUT比模拟输入大,说明数字过大了,故将最高位的1清除;UOUT比模拟输入小,说明数字还不够大,应将最高位的1保留。

然后,再按同样的方式将次高位置成1,并且经过比较以后确定这个1是否应该保留。

这样逐位比较下去,一直到最低位为止。

比较完毕后,寄存器中的状态就是所要求的数字量输出。

一个转换周期完成后,将寄存器清0,开始下一次转换。

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第11页:A/D转换器的主要参数

A/D转换器的主要参数

。3)转换速度完成一次转换所需的时间
称为转换速度。2.A/D转换器的主要参教

第12页:集成模数转换器ADC0809

集成模数转换器ADC0809

3.集成模/数转换器及其应用是由美国国家半导体公司生产的八位逐次逼近型模/数转换器,采用双列直插式封装,共有28条引脚。

该器件具有与微处理器兼容的控制逻辑,可以直接与Z80,8051,8085等微处理器接口。

主要性能特点有:8位并行、三态输出;转换时间<100μs;8个单端模拟输入通道,输入模拟电压范围0~5V;单一5V电源供电;功耗<15mW;工作温度0~70℃。

ADC0809IN0~IN7是八个模拟量输入端;ADDA、ADDB和ADDC是三位地址线;ALE是地址锁存允许线,高电平有效。

ALE在脉冲的上升沿将三位地址ADDC、ADDB和ADDA存入锁存器。

三位地址经锁存和译码后,可以决定选择IN0~IN7哪一路模拟电压进行转换。

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第13页:ADC0809的引脚与时序

ADC0809的引脚与时序

结构组成D0~D7是模/数转换器输出的八位二进制数。

CLK是时钟脉冲输入端。

频率范围10k~1280kHz。

START是模/数转换启动信号,正脉冲信号,宽度应大于100mS。

在START的上升沿,将逐次比较寄存器清0,在START的下降沿开始转换。

EOC是转换结束标志。

在START的上升沿到来后EOC变成低电平,表示正在进行转换;转换结束后,EOC跳到高电平。

EOC可以作为通知数据接收设备开始读取模/数转换结果的启动信号或者作为向微处理器发出的中断请求信号。

OE是输出允许信号。

VCC为+5V电源;GND为接地端;UREF(+)和UREF(-)为参考电压输入端,用于给D/A转换器提供标准电压。

UREF(+)常和VCC相连,UREF(-)常接地。

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第14页:ADC0809的工作过程

ADC0809的工作过程

工作原理首先,输入三位地址信号,等地址信号稳定后,在ALE脉冲的上升沿将其锁存,从而选通要进行模/数转换的那路模拟信号,然后发出模/数转换的启动信号START。

在START的上升沿,将逐次比较寄存器清零,转换结束标志EOC变成低电平,在START的下降沿开始转换。

转换过程在时钟脉冲CLK的控制下进行,转换结束后,转换结束标志EOC跳到高电平。

最后在OE端输入低电平,输出转换结果。

如果在转换过程中接收到新的转换启动信号(START),正在进行的转换过程被终止(因为逐次比较寄存器被清零),重新开始新的转换。

若将START和EOC短接,可实现连续转换,但第一次转换须用外部脉冲启动。

第15页:遥控电压控制实施

遥控电压控制实施

这里,采用遥控电压方式间接实现对电机的控制。

具体的:使用射频信号(遥控距离较远,且可隔墙实现遥控控制任务)为数据载体,编码和解码(译码)使用UM3758一108A,数模转换采用DAC0832集成电路。

UM3758一108A具有双向功能:既可作为编码器,又可作为解码器(=1时为编码模式,=0时为译码模式),采用标准的24脚DIP双列直插式封装。

UM3758一108A具有10位3态编码地址,8位锁存式并行数据输入(编码)/输出(译码)端子,能方便地实现多地址、多路数字信息传递和控制,可与有线载波及无线、红外等各种载体接口配用,实现远距离传输。

外围电路简单,电源电压范围宽、功耗低,工作电压稳定可靠,适用与遥控遥测、数字寻呼、多路通信、集群报警及双工收发等系统。

UM3758一108A

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第16页:编解码器的地址与传输

编解码器的地址与传输

若编、解码器两者地址设置相同,信号幅度、相位满足要求,解码器正确解码,编码器的数据就会重现在解码器对应的数据线上。

从编码器输出的串行编码信号可以直接使用线路传输到解码器,也可以将它调制到无线射频信号或红外线、超声波载频上传送。

第17页:DAC0832数模转换器

DAC0832数模转换器

DAC0832DAC0832是8位单通道D/A集成电路,各引脚功能如下:DAC0832

第18页:发射电路

发射电路:发射电路图示页,展示遥控发射部分的电路组成与信号流向。

发射电路

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第19页:接收电路

接收电路

接收电路 射频接收器把收到的信号经过检波等环节处理后恢复出与编码器输出串行信号相同的遥控信号,送入解码器的IN端。

从解码器出来的数字信号进入DAC0832作数/模变换。

第20页:接收电路图

接收电路图:接收电路图示页,展示解码与数模转换部分的完整电路连接。

接收电路

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