第八章AD和D∧A变换 、概念及其应用 二、主要技术指标 1.精度:用分辨率、转换误差表示 2.速度:用转换时间、转换速率表示
1 第八章 A/D和D/A变换 一、概念及其应用 二、主要技术指标 1.精度：用分辨率、转换误差表示 2.速度：用转换时间、转换速率表示
传感 D 计算 模拟 器 机 D/A 控制 被测被控对象 图80.1典型的数字控制系统框图
2 传感 器 A/D 计算 机 D/A 模拟 控制 被测被控对象 图8.0.1典型的数字控制系统框图
第一节DAG 一、DAC的基本原理 参考电源 REF D「数码]模拟]「译码L「求和 寄存器开关网络放大器 图81.1DAC方框图 l4= KDUREF=KUks∑D2 0 3
3 第一节 DAC 一、DAC的基本原理 数码 寄存器 模拟 开关 译码 网络 求和 放大器 D uA 参考电源 UREF 图8.1.1 DAC方框图 − = = = 1 0 2 n i i uA KDUREF KUREF Di
4 2 11111101101l100l 001001000110 111011001010 0001001101010l11 D 4 图81.2D和u的关系图 4
4 图8.1. 2 D和uA的关系图 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 0001 0010 0011 0100 0101 0111 0110 2 4 6 -6 -4 -2 D uA
二、倒T型R-2R电阻网络DAC 1.构成 电阻网络、双向电子模拟开关、求和放大器、 数码寄存器、参考电源 2.工作原理 n=-mB发n2=KDC 2 R 通常取RR,则:40= REF D 2n
5 1.构成 2.工作原理 电阻网络、双向电子模拟开关、求和放大器、 数码寄存器、参考电源 通常取 Rf=R，则： 二、倒T型R-2R电阻网络DAC REF n i i i f n REF O D KDU R U R u = − = − = 1 0 2 2 D U u n REF O 2 = −
UREF IR=R B UREF O R 2R n-1 十 O ∑ n-1 2 0 图8.1.4倒型R-2R电阻网络D/A转换电路 6
6 图8.1. 4 倒T型R-2R电阻网络D/A转换电路 1 2 3 4 5 6 A B C D 1 2 3 4 5 6 D C B A Title Size Number Revision B Date: 19-Apr-2002 Sheet of File: D:\PROTEL99SE\Library\Sch\Protel\第八章 Drawn By: u RF R R R 2R 2R 2R 2R 2R 2R S 0 S 1 S 2 S n-2 S n-1 D n-1 D n-2 D n-3 D 1 D 0 P A B C M N R I 2 2 n-1 n-1 ∞ O R I 4 R I 8 R I 2 R I R I 2 n R U R I REF = I R 2 I ∑ UREF
满量程电压值: 2n-1 Om 2n" REF 例已知4位倒T型DAC,输入数字量为1101, ukE=-8V,RR,则输出模拟量u=? 解 8 REF D O 2 3×(8+4+1)=65 7
7 满量程电压值： 例 已知4位倒T型DAC，输入数字量为1101， uREF = - 8V，Rf=R，则输出模拟量uO=? n REF n uOm U 2 2 −1 = − 解： D V U u n REF O (8 4 1) 6.5 2 8 2 4 + + = − = − = −
三、DAC的主要参数 1.分辨率 输入变化LLSB时,输出端产生的电压变化。 LSB: Least Significant Bit MSB: Most Significant Bit (1)用输出的电压(电流)值表示 R=22-1 REF O 8
8 三、DAC的主要参数 1.分辨率 LSB：Least Significant Bit (1) 用输出的电压（电流）值表示 输入变化1LSB时，输出端产生的电压变化。 MSB：Most Significant Bit 2 2 −1 = − = n Om n UREF u R
例1已知uomn=5V,n=10,则 5 R"= 2n-120_1≈5mV Om 例2倒T型网络DAC的uom=10V,试问需多少位 代码,才能使分辨率R达到2mV。(R:=R) 解由题意知:R'≤2×103 10 2×10 2n-1 n>13 9
9 例1 已知uOm=5V，n=10，则 例2 倒T型网络DAC的uOm=10V，试问需多少位 代码，才能使分辨率R′达到2mV。( Rf =R) 解 由题意知： mV u R n Om 5 2 1 5 2 1 10 − = − = 3 2 10− R 3 2 10 2 1 10 − − n n 13
(2)用百分比表示 REF △l R 2 Om REF (2”-1) 2n-1 2 (3)用位数n表示 2.转换误差 (1)绝对误差:实际值与理想值之间的差值。 (2)相对误差:绝对误差与满量程的比值
10 (2) 用百分比表示 2 1 1 (2 1) 2 2 − = − − − = = n n n REF n REF O m U U U u R (3) 用位数n表示 2.转换误差 (1) 绝对误差：实际值与理想值之间的差值。 (2) 相对误差：绝对误差与满量程的比值