12.1概述12.2D/A轉換器12數模和模數轉換12.3A/D轉換器2)正確理解D/A、A/D轉換器的主要參數:轉換精度,分辨率等1)了解并行比較、逐次比較、雙積分A/D轉換器(ADC)的工作原理及其特點。教學基本要求作業：12.112.14電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎A/D

轉換器

D/A

轉換器

模擬

控制器

工業生產過程控制對象

模

擬

傳感器

ADC和DAC已成為計算機系統中不可缺少的接口電路。將溫度、壓力、流量、應力等物理量轉換為模擬電量。計算機進行數字處理（如計算、濾波）、保存等用模擬量作為控制信號數字控制

計算機12.1概述12數模和模數轉換電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎將數字量轉換為與之成正比模擬量。n位數字量DAC模擬量1）數

/

模轉換器A

=KDO=–KNB

12.1概述電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎

數字量是用代碼按數位組合而成的，對于有權碼，每位代碼都有一定的權值，如能將每一位代碼按其權的大小轉換成相應的模擬量，然后，將這些模擬量相加，即可得到與數字量成正比的模擬量，從而實現數字量--模擬量的轉換。①

實現D/A轉換的基本思想ND＝b4×24＋b3×23＋b2×22＋b1×21＋b0×20

＝1×24＋1×23＋0×22＋0×21＋1×20將二進制數ND＝(11001)B轉換為十進制數。12.2.1D/A轉換器的基本工作原理12.2D/A轉換器電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎②D/A轉換器的組成DAC的數字數據可以并行輸入也可串行輸入

存放在寄存器中的數字量的各位數碼由輸入數字量控制產生權電流

將權電流相加產生與輸入成正比的模擬電壓12.2.1D/A轉換器的基本工作原理電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎③

實現D/A轉換的原理電路

，，,

12.2.1D/A轉換器的基本工作原理電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎④D/A轉換器的分類:按解碼網絡結構分類T型電阻網絡DAC倒T形電阻網絡DAC權電流DAC

權電阻網絡DAC按模擬電子開關電路分類CMOS開關型DAC雙極型開關型DAC電流開關型DACECL電流開關型DACD/A轉

換

器12.2.2D/A轉換器的主要電路形式電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎Di=0,Si則將電阻2R接地Di=1,Si接運算放大器反相端，電流Ii流入求和電路

電阻網絡模擬電子開關求和運算放大器輸出模擬電壓輸入4位二進制數根據運放線性運用時虛地的概念可知，無論模擬開關Si處于何種位置，與Si相連的2R電阻將接“地”或虛地。2）倒T型電阻網絡D/A轉換器基準電壓12.2.2D/A轉換器的主要電路形式電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎D/A轉換器的倒T形電阻網絡基準電源VREF提供的總電流為：I=？流過各開關支路的電流：I3=？I2=？I1=？I0=？I/4I/8I/16RRRRI/2I/4I/8I/16I/2I3I2I1I0流入每個2R電阻的電流從高位到低位按2的整數倍遞減。I3=VREF/2RI2=VREF/4RI1=VREF/8RI0=VREF/16R12.2.2D/A轉換器的主要電路形式電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎流入運放的總電流：i＝I0+I1+I2+I3輸出模擬電壓：

12.2.2D/A轉換器的主要電路形式電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎2）4位倒T形電阻網絡DAC的輸出模擬電壓n位倒T形電阻網絡DAC有：令：則O=–KNB

在電路中輸入的每一個二進制數NB，均能得到與之成正比的模擬電壓輸出。12.2.2D/A轉換器的主要電路形式電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎

定義為D/A轉換器模擬輸出電壓可能被分隔的等級數。n位DAC最多有2n個模擬輸出電壓分隔等級。位數越多D/A轉換器的分辨率越高。------用2n或n位表示

分辨率也可以用能分辨的最小輸出電壓(1/2n)與最大輸出電壓((2n-1)/2n)之比給出，即n位D/A轉換器的分辨率可表示為1）分辨率----表征DAC對輸入微小變化量的敏感程度n位DAC的分辨率可表示為------n位------2n------1/(2n-1)12.2.3D/A轉換器的主要技術指標電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎2)轉換精度（誤差）轉換精度是指對給定的數字量，D/A轉換器實際值與理論值之間的最大偏差。產生原因：由于D/A轉換器中各元件參數值存在誤差，如基準電壓不夠穩定或運算放大器的零漂等各種因素的影響。幾種轉換誤差：有如比例系數誤差、失調誤差和非線性誤差等12.2.3D/A轉換器的主要技術指標3)轉換速度電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎12.2.4集成D/A轉換器0832電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎概述ADCDn~D0輸出數字量輸入模擬電壓能將模擬電壓成正比地轉換成對應的數字量。A/D功能12.3A/D轉換器電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎取樣時間上離散的信號保持、量化量值上也離散的信號編碼模擬信號時間上和量值上都連續數字信號時間上和量值上都離散

A/D轉換器一般要包括取樣，保持，量化及編碼4個過程。12.3.1A/D轉換器基本工作原理電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎①并聯（并行）比較型

特點:轉換速度快,轉換時間10ns~1s,但電路復雜。②逐次逼近型

特點:轉換速度適中,轉換時間為幾s~100s,轉換精度高，在轉換速度和硬件復雜度之間達到一個很好的平衡。③雙積分型

特點:轉換速度慢,轉換時間幾百s~幾ms,但抗干擾能力最強。12.3.2A/D轉換器主要電路形式電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎①并聯(并行)比較型12.3.2A/D轉換器主要電路形式電壓比較器輸入模擬電壓精密電阻網絡精密參考電壓VREF/153VREF/157VREF/159VREF/1511VREF/155VREF/1513VREF/15輸出數字量電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎2)轉換誤差1)分辨率

說明A/D轉換器對輸入信號的分辨能力。通常以輸出二進制(或十進制)數的位數表示。表示A/D轉換器實際輸出的數字量和理論上的輸出數字量之間的差別。12.3.3A/D轉換器主要技術指標2)轉換時間電子技術基礎精品課程——數字電子技術基礎3）轉換時間

指A/D轉換器從轉換控制信號到來開始，到輸出端得到穩定的數字信號所經過的時間。A/D轉換器的轉換時間與轉換電路的類型有關并行比較A/D轉換器的轉換速度最高,逐次比較型A/D轉換器次之,間接A/D轉