第15章数模变换器(DAC) 模数变换器(ADC) 15.1D/A变换器 152A/D变换器 15.3计算机数据采集简介 清华大学电机系电工学教研组唐庆玉编 2000年3月20日 千岛湖风光
清华大学电机系唐庆玉1997年制作 如发现有人剽窃必定追究！ 第15章 数模变换器（DAC）、 模数变换器（ADC） 千岛湖风光 15.1 D/A变换器 15.2 A/D变换器 15.3 计算机数据采集简介 千岛湖画面属唐庆玉个人创 作，青山緑水蓝天白云，剽 窃必究 清华大学电机系电工学教研组唐庆玉编 2000年3月20日
引言 模拟信号数字信号: A/D转换器(ADC- Analog digital Converter) 数字信号模拟信号: D/A转换器(DAC- Digital Analog Converter)
引言 模拟信号 数字信号： A/D转换器 (ADC－Analog Digital Converter) 数字信号 模拟信号： D/A转换器 (DAC－ Digital Analog Converter)
引言(续:A/D转换器、D转换器的应用 「传感器 采样/ 温度压放大器保持器 A/D 力、流量、 应力等)」 计算机进行各种 数字处理(如滤显示器 波、计算)、数 计算机打印机 据保存、打印等 显示器显示字符、 曲线、图形、图示波器 D/A 象等
引言(续): A/D转换器、D/A转换器的应用 放大器 传感器 (温度、压 力、流量、 应力等） 采样/ 保持器 A/D 显示器 计算机 示波器 D/A 打印机 计算机进行各种 数字处理（如滤 波、计算）、数 据保存、打印等 显示器显示字符、 曲线、图形、图 象等
151D/A转换器 151.1D/A转换器原理 (1)D∥A功能:将数字量成正比地转换成模拟量 4位数字量 模拟量 8位 位 10位 AND/A 0~5V或 12位 0~10V 16位
15.1 D/A 转换器 (1) D/A功能: 将数字量成正比地转换成模拟量 n = D/A 4位 8位 10位 12位 16位 n位 数字量 模拟量 0~5V或 0~10V 15.1.1 D/A转换器原理
D/A功能(续) 4位数据:0000V分辨率 5V/15=0.333V 5V 每1个最低有效位 8位数据:00000000 0分辨率 5V/255=0.0196V 5V/每1个最低有效位
D/A 功能(续) 4位数据: 0000 0V 1111 5V 分辨率: 5V/15=0.333V /每1个最低有效位 8位数据: 00000000 0V 11111111 5V 分辨率: 5V/255=0.0196V /每1个最低有效位
(2)D/A的组成 由三部分电路组成 电阻网络 模拟电子开关 求和运算放大器
(2) D/A的组成 由三部分电路组成 电阻网络 模拟电子开关 求和运算放大器
D/的组成(续) 求和运算放大器3R 电阻网络 R R R 2R 2 2R 2R 2R 2R 输出 3R/2 模拟 电压 0 2 3 REF 模拟电子开关 精密参D=0,s倒向地 DoD1D2D3考电压 D=1,S倒向ⅤRF 输入4位二进制数
D/A的组成(续) 输入4位二进制数 输出 模拟 电压 S0~S3 : 模拟电子开关 D=0, S倒向地 D=1, S倒向VREF 电阻网络 求和运算放大器 VREF 2R 2R 2R 2R 2R R R R 2R S0 S1 S2 S3 精密参 D0 D1 D2 D3 考电压 + + - 3R 3R/2 UO
(3)D/A转换原理当DD2DD0=000时 3R R R 2R 2R2R囗2R2R[2R 3R/2 等效电路 3R 当D3D2D1D0=000时, 3R 3S2S1S0都倒向地 U 3R2V0≈0V
VREF 2R 2R 2R 2R 2R R R R S0 S1 S2 S3 D0 D1 D2 D3 2R + + - 3R 3R/2 UO 当D3D2D1D0=0000时, S3S2S1S0都倒向地 UO=0V (3) D/A转换原理 当D3D2D1D0=0000时 UO 3R 2R + + - 3R/2 R 等效电路 3R 0 0 0 0 AV= -1
D/A转换原理续)当D3D2D1D=1000时 3R 2R凵2R 2R 2R 2R 3R/2 0 2 3 00 REF 等效电路 2 3R 当D3D2D1D0=1000 3R 时 S2S1S0都倒向地, REF /2 S3倒向ⅤREF 3R/2 UO=-VREF/2
VREF 2R 2R 2R 2R 2R R R R S0 S1 S2 S3 D0 D1 D2 D3 2R + + - 3R 3R/2 UO D/A转换原理(续) 当D3D2D1D0=1000 时, S2S1S0都倒向地， S3倒向VREF UO 3R + + - 3R/2 等效电路 2R 2R VREF 2R R VREF/2 UO=-VREF/2 当D3D2D1D0=1000时 0 0 0 1 AV= -1 3R
D/A转换原理(续)当DD1D1=0100时 3R R 2R ++U l2R2R自2R02Rb2R 3R/2 。~3 0:0 REF 等效电路 D 0 D 2 3R 当D3D2D1D0=0100 3R 时, S31S都倒向地 REF 3R/2 Uo=-VpEE/4 S2倒向ⅤREF
VREF 2R 2R 2R 2R 2R R R R S0 S1 S2 S3 D0 D1 D2 D3 2R + + - 3R 3R/2 UO D/A转换原理(续) 当D3D2D1D0=0100 时, S3S1S0都倒向地 S2倒向VREF 当D3D2D1D0=0100时 UO=-VREF/4 UO 3R + + - 3R/2 等效电路 R 2R VREF 2R 2R 2R 3R VREF/4 0 0 1 0 AV= -1