第8单元数/模、模/数转换 8.1概述 8.2数/模(DA)转换器 8.3模/数(AD)转换器 退 出
8.1 概述 8.2 数/模（D/A）转换器 8.3 模/数（A/D）转换器 退 出 第8单元 数/模、模/数转换
学习要求 >1 模数转换和数模转换的工作原理； >R-2R倒T型电阻网络D/A转换器的工作原 理； >逐次比较型的A/D转换转换器的工作原理； >模数转换和数模转换的主要参数； ,掌握常用数模转换器的使用方法
学习要求 ➢ 模数转换和数模转换的工作原理； ➢ R-2R倒T型电阻网络D/A转换器的工作原 理； ➢ 逐次比较型的A/D转换转换器的工作原理； ➢ 模数转换和数模转换的主要参数； ➢ 掌握常用数模转换器的使用方法
8.1概述 感官和器件接触和接收的是模拟信号， 在存储在传送中使用的是数字信号。 把模拟信号转变为相应的数字信号的电 路称为模数(AD)转换器，简称为ADC。 把数字信号转变为相应的模拟信号的电 路称为数模(D/A)转换器，简称为DAC
8.1 概述 感官和器件接触和接收的是模拟信号， 在存储在传送中使用的是数字信号。 把数字信号转变为相应的模拟信号的电 路称为数模（D /A）转换器，简称为DAC。 把模拟信号转变为相应的数字信号的电 路称为模数（A/D）转换器，简称为ADC
利用DA转换、A/D转换的系统 数字信 模拟信号 声音、图 检测电路 模拟电 AWD转 像等 信号 换 数字电路 或计算机 模拟信 数字信 系统 喇叭、显像管等 D/A转换 利用D/A转换、AD转换的系统 想一想：你身边有哪些电子产品内需要A/D转换器和 DA转换器？
利用D/A转换、A/D转换的系统 想一想：你身边有哪些电子产品内需要A/D转换器和 D/A转换器？ 检测电路 模拟电 信号 A/D转 换 数字电路 或计算机 系统 喇叭、显像管等 D/A转换 声音、图 像等 利用D/A转换、A/D转换的系统 模拟信号 模拟信 号 数字信 号 数字信 号
8.2数/模(D/A)转换器 8.2.1D/A转换器的基本原理 对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相 应的模拟量，然后相加，即可得到与数字量成正比的 总模拟量，从而实现数字/模拟转换。 Vo/V 7 D D/A转换器 输出 Dn-l 输入 000001010011100101110111D
8.2 数/模（D/A）转换器 8.2.1 D/A转换器的基本原理 对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相 应的模拟量，然后相加，即可得到与数字量成正比的 总模拟量，从而实现数字/模拟转换。 D/A转换器 D D D 0 1 n-1 . . . vo 输入 输出 0 1 2 3 4 5 6 7 001 010 011 100 101 110 111 vo/V 000 D
8.2.2电阻网络D/A转换器 1.R-2R倒T型电阻网络D/A转换器 数码 (LSB) (MSB) D乃 模拟 开关 St +VREF 当D,=1时，S接运算放大器反相输入端（虚地)， 电流L,流入求和电路；当D=O时，S将电阻2R接地。 所以，无论S,处于何种位置，与S相连的2R电阻 均接“地”（地或虚地）
1．R-2R倒T型电阻网络D/A转换器 所以，无论Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻 均接“地”（地或虚地）。 当Di =1时，Si接运算放大器反相输入端（虚地）， 电流Ii流入求和电路；当Di =0时，Si将电阻2R接地。 8．2．2 电阻网络D/A转换器 D D D D (LSB) (MSB) S S S S 0 0 1 1 2 2 3 3 R + A vo iΣ f 16 8 2R 2R + V 2R R I 4 R 4 I REF I 8 I I 2R 2R I R I I I 16 2 2 模拟 开关 数码
A8BRP 对地电阻 A 节点对地等效电阻 从任一端口左边往右看，对地电阻都为，每一端 口都可以看作两路分流，所以，越往右后电流越小
从任一端口左边往右看，对地电阻都为R，每一端 口都可以看作两路分流，所以，越往右后电流越小。 节点对地等效电阻
分析计算： 基准电流：I=kEF/R, 流过各开关支路（从右到左）的电流分别为I2、I/4、I/8、I16。 流入运算放大器反相端的总电流I,为： -+++-分0+是A+ 1 D 2D) 运算放大器的输出电压为： u=-R1=-R,YD,×2+D,×2+D×2+D,×29 24R
基准电流: I=VREF/R， 流过各开关支路（从右到左）的电流分别为 I/2、I/4、I/8、I/16。 分析计算： ) 2 1 2 1 2 1 2 1 ( 3 2 1 0 1 D3 2 D2 3 D1 4 D0 R V I I I I I REF = + + + = + + + 流入运算放大器反相端的总电流IΣ为: 运算放大器的输出电压为 : (D 2 D 2 D 2 D 2 ) 2 R R V u R I 0 0 1 1 2 2 3 4 3 f REF 0 = − f = − + + +
分析计算： 将数码推广到n位的情况，可得出输入数字量与输出模拟量 之间的一般表达式： uo =-RIREF = VaR(D×2+Dn2x22++D,×2） 2"R 上式括号内为位二进制数的十进制数值，可用N.表示。 如果使式中RR,则上式可以改写为 uo = VREE NB 2n
上式括号内为n位二进制数的十进制数值，可用NB表示。 如果使式中Rf =R，则上式可以改写为: n B REF 0 N 2 V u = − 将数码推广到n位的情况，可得出输入数字量与输出模拟量 之间的一般表达式: ( 2 2 2 ) 2 0 0 2 2 1 0 = − = − 1 + + + − − − D − D D R V R u R I n n n n n REF f f REF 分析计算：
2.D/A转换器的输出方式 ■按输出方式分有：数字一电流型和数字 电压型。 ■数字电流型要加一个电压放大器。 ■按输出极性分有：单极性（只有负电压 或只有正电压)和双极性（从负电压变 化正到正电压)
2．D/A转换器的输出方式 ◼ 按输出方式分有：数字－电流型和数字 电压型。 ◼ 数字电流型要加一个电压放大器。 ◼ 按输出极性分有：单极性（只有负电压 或只有正电压）和双极性（从负电压变 化正到正电压）