数字逻辑电路 李中发制作 中国水利水电出版社
李中发 制作 中国水利水电出版社 数字逻辑电路
第1章模拟量与数字量的转換 学习要点 ·理解教模与模数转换的基本原理 解常用数模与棋数转换梟成花 片的使用方法
第12章 模拟量与数字量的转换 学习要点 •理解数模与模数转换的基本原理 •了解常用数模与模数转换集成芯 片的使用方法
第12章模拟量与数字量的转换 12,1数模转换器 12.2
12.1 数模转换器 12.2 模数转换器 第12章 模拟量与数字量的转换
121数模转换器 能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器,简称 A/D转换器或ADC;能将数字量转换为模拟量的电路称为 数模转换器,简称D/A转换器或DAC。ADC和DAC是沟通 模拟电路和数字电路的桥梁,也可称之为两者之间的接口。 多功率放大 路 执行机构 加热炉 DAC 开 数字控制计算机 关功率放大 执行机构 加热炉 多<[信号放大<温度传感器 ADC 路开关 信号放大 温度传感器
12.1 数模转换器 能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称 A/D转换器或ADC；能将数字量转换为模拟量的电路称为 数模转换器，简称D/A转换器或DAC。ADC和DAC是沟通 模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。 多 路 开 关 数 字 控 制 计 算 机 DAC ADC 功率放大 … 功率放大 执行机构 … 执行机构 加热炉 … 加热炉 温度传感器 … 温度传感器 信号放大 … 信号放大 多 路 开 关
1211D/A转换器的基本原理 1.D/A转换器的基本原理和转换特性 基将输入的每一位二进制代码按其权的大小转 本换成相应的模拟量,然后将代表各位的模拟 原量相加,所得的总模拟量就与数字量成正比, 理这样便实现了从数字量到模拟量的转换 l或 输入 DIA 输出 K,(d-. 2"+d 2 2 2n-2+ +a1·2+d0·2)
12.1.1 D/A转换器的基本原理 1．D/A转换器的基本原理和转换特性 将输入的每一位二进制代码按其权的大小转 换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟 量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比， 这样便实现了从数字量到模拟量的转换。 基 本 原 理 uo 或 i o 输出 D/A d0 d1 dn－1 输入 … ( 2 2 2 2 ) 0 0 1 1 2 2 1 o 1 = + + + + − − − u K d − d d d n n n u n
转换特性 765432 00000101001l10010111011l DA转换器的转换特性,是指其输出模拟量和输入数字量之 间的转换关系。图示是输入为3位二进制数时的DA转换器的 转换特性。理想的DA转换器的转换特性,应是输岀模拟量 与输入数字量成正比。即:输出模拟电压=KⅩD或输出模 拟电流=KXD。其中K或K为电压或电流转换比例系数,D 为输入二进制数所代表的十进制数。如果输入为n位二进制 数dn n-1n-2…100, 则输出模拟电压为: o=Kn(dn1·2n+dn222+…+d12+do·2)
7 6 5 4 3 2 1 0 000 001 010 011 100 101 110 111 uo (V) D 转 换 特 性 D/A转换器的转换特性，是指其输出模拟量和输入数字量之 间的转换关系。图示是输入为3位二进制数时的D/A转换器的 转换特性。理想的D/A转换器的转换特性，应是输出模拟量 与输入数字量成正比。即：输出模拟电压 uo =Ku×D或输出模 拟电流io =Ki×D。其中Ku或Ki为电压或电流转换比例系数，D 为输入二进制数所代表的十进制数。如果输入为n位二进制 数dn-1dn-2…d1d0，则输出模拟电压为： ( 2 2 2 2 ) 0 0 1 1 2 2 1 o 1 = + + + + − − − u K d − d d d n n n u n
1212T型电阻网络数模转换器 R R R R A 2R 2R 2R 2R 2R 2R 0 01 0 数码d=1(=0、1、2、3),即为高电平时,则由其控制的 模拟电子开关S自动接通左边触点,即接到基准电压UR上; 而当d-=0,即为低电平时,则由其控制的模拟电子开关S自 动接通右边触点,即接到地
12.1.2 T型电阻网络数模转换器 1 0 1 0 1 0 1 0 R R R 2R 2R 2R 2R Rf S0 S1 S2 S3 d0 d1 d2 d3 UR uo A ∞ － + + 2R 2R 数码di=1（i=0、1、2、3），即为高电平时，则由其控制的 模拟电子开关Si自动接通左边触点，即接到基准电压UR上； 而当di=0，即为低电平时，则由其控制的模拟电子开关Si自 动接通右边触点，即接到地
d3d2d1d=0001时的电路: R e A R≤--,2R 2R 2RI 2R 2R 2R 用戴维南定理从 左至右逐级对各 R 虚线处进行等效。 A R 2R R 2R 2R 2R
R R R 2R 2R 2R 2R UR A 2R Rf uo ∞ － + + 2R d3d2d1d0=0001时的电路： 用戴维南定理从 左至右逐级对各 虚线处进行等效。 UR 21 R R R 2R 2R A Rf uo ∞ － + + 2R 2R R
Rf A R R RR2 R 2R A R 2 R R R R
UR 22 R R R 2R 2R A Rf uo ∞ － + + 2R UR 23 R R 2R A Rf uo ∞ － + + 2R
A 2R 由图可得输出电压为: R。U, R R+2R243R.24 由于ad=1、d3=d2=d1=0,所以上式又可写为: RU 03R.240
UR 24 R A Rf uo ∞ － + + 2R 由图可得输出电压为： 4 f R 4 f R o0 2 2 3 2 = − + = − R U R U R R R u 由于d0=1、 d3 =d2 =d1=0，所以上式又可写为： 4 0 f R o0 3 2 d R R U u = −