1、第第11章章 模拟量和数字量的转换模拟量和数字量的转换 D/A转换器有转换器有多种，下面只介多种，下面只介绍目前用得较多绍目前用得较多的的T形电阻网络形电阻网络D/A转换器，四位转换器，四位转换器的电路如转换器的电路如图所示。图所示。11.1.1 T型电阻网路型电阻网路D/A转换器转换器T形电阻网络D/A转换器 11.1 D/A转换器转换器 只当只当d d0 0=1=1时，即时，即d d3 3d d2 2d d1 1d d0 0=0001=0001，其电路如图（，其电路如图（a a）所示。）所示。最后的等效电路，如图（最后的等效电路，如图（b b）所示。）所示。11.1 D/A转换器转换器 应
2、用叠加原理将这四个电压分量叠加，得出T形电阻网络开路时的输出电压UA，即等效电源电压UE 041322312222dUdUdUdUUURRRREA)2222(2001122334ddddUR形电阻网络的等效电路 T形电阻网络与运算放大器联接 的等效电路11.1 D/A转换器转换器 倒T形电阻网络D/A转换器，其电路如下图所示。图中的电子模拟开关也由输入数字量来控制，当二进制数码为1时，开关接到运算放大器的反相输入端，为0时，开关接地。倒T形电阻网络D/A转换器 11.1 D/A转换器转换器 11.1.2 典型典型D/A转换器转换器DA7520是十位CMOS D/A转换器，其电路采用倒T形电阻网
3、络。模拟开关是CMOS型的，也同时集成在芯片上，但运算放大器是外接的。DA7520的外引线排列及联接电路如图所示。11.1 D/A转换器转换器 11.1 D/A转换器转换器 11.1 D/A转换器转换器 11.1 D/A转换器转换器 11.1.311.1.3D/AD/A转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标 1分辨率 D/A转换器的分辨率是指最小输出电压与最大输出电压（对应的输入二进制数的所有位全为1）之比。例如十位D/A转换器的分辨率为：001.010231121102精度 转换器的精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差，即最大静态转换误差。这误差是由于参考电压偏离标准值、运算放大器的零
4、点漂移、模拟开关的压降以及电阻阻值的偏差等原因所引起的。11.1 D/A转换器转换器 3线性度 通常用非线性误差的大小表示D/A转换器的线性度。产生非线性误差有两种原因：一是各位模拟开关的压降不一定相等，而且接和接地时的压降也未必相等；各个电阻阻值的偏差不可能做到完全相等，而且不同位置上的电阻阻值的偏差对输出模拟电压的影响也不一样。4输出电压（或电流）的建立时间 从输入数字信号起，到输出电压或电流到达稳定值所需时间，称为建立时间。建立时间包括两部分：一是距运算放大器最远的那一位输入信号的传输时间；二是运算放大器到达稳定状态所需时间。11.1 D/A转换器转换器 5电源抑制比 在高质量的D/A转
5、换器中，要求模拟开关电路和运算放大器的电源电压发生变化时，对输出电压的影响非常小。输出电压的变化与相对应的电源电压变化之比，称为电源抑制比。11.1 D/A转换器转换器 逐次逼近型A/D转换器一般由顺序脉冲发生器、逐次逼近寄存器、A/D转换器和电压比较器等几部分组成，其原理框图如图所示。11.2.1 逐次逼近型逐次逼近型A/D转换器转换器 逐次逼近型A/D转换器的原理框图 11.2 A/D转换器转换器 结合右图的具体电路来说明逐次逼近的过程。电路由下列几部分组成：逐次逼近寄存器；顺序脉冲发生器；D/A转换器；电压比较器；控制逻辑门；读出“与”门。11.2 A/D转换器转换器 11.2.2 11
6、.2.2 A/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标 1分辨率 以输出二进制数的位数表示分辨率，位数越多，误差越小，转换精度越高。2.相对精度 相对精度是指实际的各个转换点偏离理想特性的误差。在理想的情况下，所有的转换点应当在一条直线上。11.2 A/D转换器转换器 3.转换精度 它是指完成一次转换所需的时间。转换的时间是指从接到转换控制信号开始，到输出端得到稳定的数字输出信号所经过的这段时间。采用不同的转换电路，其转换速度是不同的。并行型比逐次逼近型要快得多。低速的ADC为130，中速为50us，高速约为50ns。ADC0809为100us。4.电源抑制 在输入模拟电压不变的前提下，当转换电路的供电电源电压发生变化时，对输出也会产生影响。这种影响可用输出数字量的绝对变化量来表示。11.2 A/D转换器转换器 11.2.3 11.2.3 典型典型A/DA/D转换芯片转换芯片ADC0809ADC080911.2 A/D转换器转换器 目前一般用的大多是单片集成ADC，其种类很多，例如AD751，ADC0801，ADC0804，ADC0809等。ADC0809是CMOS八位逐次逼近型A/D转换器，它的外引线排列如图所示。11.2 A/D转换器转换器
