6:DACADC .


56 views
Uploaded on:
Description
第 6 章 : 集成 DAC 和 ADC 的原理与组成. §6-1 集成数模转换器( DAC ) §6-2 集成模数转换器( ADC ) §6-3 应用举例. 典型的数字控制系统框图. §6-1 集成数模转换器( DAC ). DAC: 把输入的数字量变换成与之成一定比例的模拟量。. D : n 位数字量 K : 比例常数 V REF : 参考电压 V LSB : 最小输出 电压( D=1 时 的输出电压). §6-1 集成数模转换器( DAC ). §6-1-1 常用 D/A 换器技术 §6-1-2 集成 DAC 的组成
Transcripts
Slide 1

第 6 章 : 集成 DAC 和 ADC 的原理与组成 §6-1 集成数模转换器( DAC ) §6-2 集成模数转换器( ADC ) §6-3 应用举例 典型的数字控制系统框图

Slide 2

§6-1 集成数模转换器( DAC ) DAC: 把输入的数字量变换成与之成一定比例的模拟量。 D : n 位数字量 K : 比例常数 V REF : 参考电压 V LSB : 最小输出 电压( D=1 时 的输出电压)

Slide 3

§6-1 集成数模转换器( DAC ) §6-1-1 常用 D/A 换器技术 §6-1-2 集成 DAC 的组成 §6-1-3 DAC 的主要技术参数 §6-1-4 集成 DAC 芯片的选择 §6-1-5 典型集成 DAC 应用举例

Slide 4

§6-1-1 常用 D/A 转换技术 一、权电阻网络 DAC 特点:电阻取值太多。

Slide 5

二、 T 型电阻网络 DAC ( 1 ) 特点:流过开关的电流变化较大。 电流相加型

Slide 6

T 型电阻网络 DAC ( 2 ) 特点:流过开关的电流变化较大。 电压相加型

Slide 7

三、倒 T 型电阻网络 DAC 特点:开关的接触电阻影响转换精度。

Slide 8

四、电流激励型 DAC 特点:用恒流源 I REF , 开关用差分放大器,速度高。

Slide 9

五、双极性转换 DAC ( 1 ) 1 、偏移二进制码 2 、补码

Slide 10

双极性转换 DAC ( 2 ) 当输入为 10… 0 时,输出为 0 。因此,要注入偏置电流。 输入从 - 1 到 0 变化时,输入所有位都变,将会产生最大的毛刺。

Slide 11

§6-1-2 集成 DAC 的组成 1 、 仅集成电阻网络和模拟开关。 2 、 集成了电阻网络、模拟开关、参考电 源和输出运算放大器。 3 、 除上之外,还集成了外围接口电路 ①、带输入缓冲器或锁存器 ②、带输入数据分配器 ③、带输入串-并变换器 ④、带输入 FIFO

Slide 12

失调误差 增益误差 非线性误差 §6-1-3 DAC 的主要技术指标( 1 ) 二、转换误差

Slide 13

DAC 的主要技术指标( 2 ) 三、建立时间 D/A 转换器输入发生 阶跃到 输出稳定在规定的误差范围内的最大时间 。 低速:建立时间≧ 300 μs, 工作速度≦ 3.3KHz 中速:建立时间 10 ~ 300 μs, 工作速度 100 ~ 3.3kHz 高速:建立时间 0.01 ~ 10 μs, 工作速度 100MHz ~ 100kHz

Slide 14

§6-1-4 集成 DAC 芯片的选择

Slide 15

DAC 芯片的选择 1. 输入数字量的特征 2. 负载特性 3. 参考电源的特性 4. 动态特性 5. 接口特性 6. 工作条件、环境条件

Slide 16

§6-1-5 典型集成 DAC 应用举例 DAC0832 功能图

Slide 17

DAC0832 内倒 T 形网络

Slide 18

双缓冲工作方式连接图和时序图

Slide 19

单缓冲和直通工作方式

Slide 20

§6-2 集成模数转换器( ADC ) ADC :把模拟信号转换为一定格式的数字量。 §6-2-1 A/D 转换的一般过程 §6-2-2 常用 A/D 转换技术 §6-2-3 集成 ADC 的组成 §6-2-4 ADC 的主要技术参数 §6-2-5 集成 ADC 芯片的选择 §6-2-6 典型集成 ADC 应用举例

Slide 21

§6-2-1 A/D 转换的一般过程 一、采样和保持 采样: 以一定的周期读取输入电压信号。 采样定理: f s ≥2 , f Amax 工程上: f s = 10f Amax 保持: 使读取的信号在周期内不变。

Slide 22

采样和保持电路

Slide 23

四舍五入 去零求整 二、量化和编码 量化:把取样电平归化到最接近的离散电平上。 编码:用二进制码表示离散电平。

Slide 24

量化误差:

Slide 25

§6-2-2 常用 A/D 转换技术 一、 并行型 A/D 转换器 二、串/并型 A/D 转换器 三、逐次比较型 A/D 转换器 四、双积分型 A/D 转换器 五、 V-F 型 A/D 转换器 六、 Σ-Δ 型 A/D 转换器

Slide 26

一、 并行型 A/D 转换器

Slide 27

并行型 A/D 转换器

Slide 28

八位双极性快速并行型 A/D 转换器 特点:转换速度高( 100MHz 以上) 器件量过大,精度不高。

Slide 29

二、串/并行型 A/D 转换器 特点:兼顾转换速度和器件量。

Slide 30

三、逐次比较 型 A/D 转换器 特点:转换速度中速(几十 K 到几百 KHz ), 成本较底。

Slide 31

12 位二进制 A/D 转换电压 2865 (量化单位)的比较过程

Slide 32

逐次比较型 ADC 的 V F 波形图 ( V A =2865 量化单位)

Slide 33

4 位十进制 A/D 转换电压 3495 的比较过程

Slide 34

四、双积分 型 A/D 转换器

Slide 36

Slide 37

双积分 型 A/D 转换器工作原理 1 、开始时,计数器为零,电容 C 上电压为零。 2 、第一阶段: S 1 接通, S 2 断开,积分器对 V A 积分, G 为高,门开,计数器计数,直到计满,计数器重新回零。 3 、第二阶段: S 2 接通, S 1 断开,积分器对 - V REF 积分, G 为高,门开,计数器计数,直到 G 低,门关,计数器停止计数。

Slide 38

3 位半 BCD 码 双积分 型 ADC 功能图

Slide 39

《 数字设计引论 》 §6-3ADC 和 DAC 的应用实例 图 6-3-3 ICL7135 连接图和工作时序图

Slide 40

双积分 型 A/D 转换器的特点 1 、抗干扰能力强。 2 、电路结构简单。 3 、编码方便。 4 、转换速度低。

Slide 41

五、 V-F 型 A/D 转换器(电压 - 频率 - 数字)

Slide 42

V-F 型 A/D 转换器逻辑图

Slide 43

六、 Σ-Δ 型 A/D 转换器

Slide 44

Σ-Δ 型 ADC 在 v A =0 时的工作波形

Slide 45

Σ-Δ 型 ADC 在 v A =8V 时的工作波形

Slide 46

Σ-Δ 型 ADC 在 v A =8V 时的各点电压或逻辑关系表

Slide 47

一种集成 Σ-Δ 型 ADC 原理框图

Slide 48

§6-2-3 集成 ADC 的组成 1 、 仅集成量化编码器电路。 2 、 集成了 S-H 电路和量化编码器电路。 3 、 除上之外,还集成了外围接口电路。 ①、带有各种输出接口 ②、带有多路输入通道选择 ③、带有内部存储器 ④、带有输出分配电路 ⑤、带有微处理器的可编程 ADC

Slide 49

§6-2-4 ADC 的主要技术参数 二、转换误差: 绝对误差:定义为输出数字量对应的理论模拟值与实际输入模拟值之间的差值( ±1/2LSB, ±1LSB) 。 相对误差:定义为上述差值与额定最大输入模拟值的百分数( ±0.05% , ±0.1%) 。 三、转换时间: ADC 完成一次转换所需的时间。

Slide 50

§6-2-5 集成 ADC 的选择 要考虑的因素: 一、输入模拟量的性质 二、系统对分辨率、转换精度、转换时间等的要求 三、参考电压 四、输出要求 五、控制时序 六、环境要求 七、功耗、体积、成本等

Slide 51

集成 ADC 产品的选择

Slide 52

§6-2-6 集成 ADC 应用举例( 1 ) ADC0809 逻辑图

Slide 53

集成 ADC 应用举例( 2 ) ADC0809 时序图

Slide 54

§6-3 应用实例 压力、温度测控仪

Slide 55

压力温度测控仪方案图

Slide 56

《 数字设计引论 》 §6-3ADC 和 DAC 的应用实例 图 6-3-3 ICL7135 连接图和工作时序图

Recommended
View more...