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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Analog,Digital,引入,“翻译”,电子设计竞赛赛题,Analog,Digital,引入,“翻译”,9.1 总论,9.2 D/A转换器,9.3 A/D转换器,9.4 D/A和A/D转换器综合应用,CH9,D/A转换器 和A/D转换器,New,！,9.1.0 学习要求与学习重点,本章学习重点,D/A、A/D转换原理,D/A、A/D转换器的设计思路和工作原理,集成D/A、A/D转换器的应用,D/A转换原理,9.1.1 D/A转换基本原理,基础知识,D/A转换参数,D/A转换原理,基础知识,9.1.1 D/A转换基本原理,若要DA，须有一个模拟参考量,R,，使得,A=DR,设 max,A,=,R,则 0,D,1,D,是一个不大于1的,n,进制数。,本课程中，,D,是二进制数：,D=a,1,2,1,+,a,2,2,2,+,a,n,2,n,a,i,(0,1),基础知识,9.1.1 D/A转换基本原理,D/A转换原理,可用一个参考电压,V,REF,作模拟参考量。,基础知识,9.1.1 D/A转换基本原理,D/A转换原理,基础知识,9.1.1 D/A转换基本原理,D/A转换原理,A=DR,D=a,1,2,1,+,a,2,2,2,+,a,n,2,n,A=DR=,(,a,1,2,n1,+,a,2,2,n2,+,a,n,2,0,),A=DR=,(,D,n1,2,n1,+,D,n2,2,n2,+,D,0,2,0,),量化单位,D,的一个最低有效位（LSB）,D/A转换参数,基础知识,9.1.1 D/A转换基本原理,分辨力D/A转换器分辨模拟量最小值的能力，也就是最低位LSB所代表的模拟量。,分辨率D/A转换器的位数。D/A转换器分辨最小模拟量的能力也就越强。,分辨力与分辨率是统一的，有的材料对二者不加区分。,D/A转换参数,应用基础,9.1.1 D/A转换基本原理,满量程D/A转换器可输出模拟量的最大值。,(2,n1,),V,REF,通常用2,n,V,REF,指代满量程标称满量程。,D/A转换参数,应用基础,9.1.1 D/A转换基本原理,精度,一般以满量程相对误差来说明D/A转换器的精度：,U,max,最大绝对误差,A/D转换原理,9.1.2 A/D转换基本原理,基础知识,A/D转换参数,A/D转换原理,基础知识,9.1.2 A/D转换基本原理,A/D转换将模拟信号变换为数字信号,若参考量为,R,，,则,D,A,/,R,?,A/D转换原理,基础知识,9.1.2 A/D转换基本原理,量化单位,A/D转换原理,基础知识,9.1.2 A/D转换基本原理,A/D转换原理,基础知识,9.1.2 A/D转换基本原理,量化误差因,m,min,不能是无穷小而带来的误差。量化误差是不可消除的。,A/D转换原理,？,问题,？,9.1.2 A/D转换基本原理,采用了A/D转换器，会不会使整个系统处理数据的精度降低？,A/D转换参数,基础知识,9.1.2 A/D转换基本原理,分辨力与分辨率,A/D转换参数,基础知识,9.1.2 A/D转换基本原理,量化误差,A/D转换参数,基础知识,9.1.2 A/D转换基本原理,精度,n,LSB,满量程相对误差,n,LSB量化带来的误差,A/D转换器的精度不仅仅取决于量化误差，而是由多种因素决定的。如某A/D转换器的精度为0.5%1LSB。1LSB称为一个字误差，通常即为量化误差误差。,A/D转换参数,基础知识,9.1.2 A/D转换基本原理,线性,A/D转换参数,基础知识,9.1.2 A/D转换基本原理,转换时间完成一次转换所用的时间,A/D转换参数,基础知识,9.1.2 A/D转换基本原理,转换速率每秒转换的次数,9.2.1,权电阻型D/A转换器,New,！,9.2.3,集成D/A转换器及其应用,9.2.2,R-,2,R,网络型D/A转换器,9.2 D/A转换器,9.2.1,权电阻型D/A转换器,基础知识,9.2.1,权电阻型D/A转换器,基础知识,u,o,=,I R,f,基础知识,9.2.2,R-,2,R,网络型D/A转换器,应用基础,9.2.3,集成D/A转换器及其应用,7520典型10bit DAC,采用CMOS电子开关,与TTL电平兼容,电源电压范围：515V,采用,R-2R,电阻网络,9.2.3,集成D/A转换器及其应用,工程应用,应用基础,9.2.3,集成D/A转换器及其应用,0832与P兼容的8bitDAC,采用CMOS和薄膜Si-Cr电阻相容工艺，温漂低,具有二级数字输入缓冲锁存器，可与数据P数据,总线直接相连，无需另接锁存器,属乘法D/A转换器可工作于四个象限,与TTL电平兼容,数字地与模拟地可分开，使用灵活,应用基础,9.2.3,集成D/A转换器及其应用,MAX5013新产品12bit高速DAC,工作速率达100MH,Z,建立时间仅13ns,内含主-从式锁存器,电源电压+5V或-5.2V,与TTL和ECL电导兼容,工程应用,9.2.3,集成D/A转换器及其应用,扩充知识,9.2.3,集成D/A转换器及其应用,No_360S D-A转换器,八路13位数模转换器MAX547,图象处理DAC,9.3.1 并行比较型A/D转换器,New,！,9.3.4 逐次比较型A/D转换器,9.3.3 并-串比较型A/D转换器,9.3 A/D转换器,9.3.2 串行比较型A/D转换器,9.3.6 A/D转换器产品举例,9.3.5 双积分型A/D转换器,9.3.1 并行比较型A/D转换器,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,基本原理,串行比较型A/D转换器,Content:Ch9ADC and DAC9.3 ADC,基本原理,9.3.1 串行比较型A/D转换器,D,OUT,并,-,串比较型A/D转换器,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,基本原理,9.3.1 并-串比较型A/D转换器,逐次比较型A/D转换器,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,9.3.4 逐次比较型ADC,基本原理,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,9.3.5 双积分型ADC,基本原理,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,9.3.5 双积分型ADC,基本原理,数,双积分型A/D转换器,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,9.3.5 双积分型ADC,基本原理,时段：固定时间积分,到时结束,时段：固定斜率积分，过零结束,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,9.3.5 双积分型ADC,基本原理,数,双积分型A/D转换器,优点：精度较高，对元件要求低,缺点：速度低,9.3.6 A/D转换器产品举例,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,工程应用基础,ADC0809,特点：,属CMOS电路,8路模拟输入，8 bit 输出(3S门),与常用P兼容,采用逐次比较法，转换时间约100s,9.3.6 A/D转换器产品举例,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,工程应用基础,ADC0809,9.3.6 A/D转换器产品举例,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,工程应用基础,ICL7106/7107,特点：,直接输出7段译码信号,7106驱动LCD；7107驱动LED,十进制3位半A/D转换器,双积分型电路，内含基准源,9.3.6 A/D转换器产品举例,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,工程应用,ICL7107,ICL7107构成直流电压表,9.3.6 A/D转换器产品举例,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,工程应用基础,MAX1011,特点：,6bit高速A/D转换器，速率可达90M,带偏移矫正的55MH,Z,带宽差动放大器,功耗仅190mW,有效位为5.85bit,9.3.6 A/D转换器产品举例,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,工程应用,9.3.6 A/D转换器产品举例,Content:Ch9 ADC and DAC9.3 ADC,工程应用,A/D转换器最新产品举例,TI推出业界首个集成12位a-d转换器和超低功耗闪存的微控制器系列,-ADC,9.4.1 应用领域,New,！,9.4.3 综合应用举例,9.4.2 产品选用原则,9.4 D/A和A/D转换器综合应用,9.4.1 ADC 与 DAC 应用领域,Content:Ch9 ADC and DAC9.4 How to use,工程应用,简单数字应用系统,数字计算机应用系统,通讯,音频/视频系统,测量仪器,9.4.2 ADC 与 DAC产品选用原则,Content:Ch9 ADC and DAC9.4 How to use,工程应用,选择电路类型选择,转换速率选择,分辨率与精度选择,功能选择,性能价格比,ADC 选用一例,9.4.2 ADC 与 DAC产品选用原则,Content:Ch9 ADC and DAC9.4 How to use,工程应用,ADC 工程选用一例,放大,简化,简化,位置传感信息,电动机控制信号,规范化,9.4.2 ADC 与 DAC产品选用原则,Content:Ch9 ADC and DAC9.4 How to use,工程应用,ADC 工程选用一例,计算机,控制系统,机械,运动机构,位置传感信息,电动机控制信号,传感器输出电压为05V，分辨力为2.5mV,运动控制范围为0200mm，控制精度不低于0.2mm,ADC,ADC在何处？,9.4.3 ADC 与 DAC 综合应用举例,Content:Ch9 ADC and DAC9.4 How to use,工程应用,历届全国大学生电子设计竞赛题目,Email me please if you have any questions:win_d,问题征集,9.4.3 ADC 与 DAC 综合应用举例,Content:Ch9 ADC and DAC9.4 How to use,工程应用,问题征集,通过观察，较系统地提出一个ADC 与/或 DAC 应用的问题。,本章小结,1.,A/D转换器和D/A转换器是数字系统和各种工程技术相联系的桥梁，在二者之间起着“翻译”的作用。,2.实现D/A转换和A/D转换，都需要一个模拟参考量,R,，使得,A=DR,和,D,3.,常用的D/A转换器主要有权电阻型和,R-2R,网络型两种电路。由于,R-2R,网络型的电阻种类少，易于集成和提高精度，因此多为集成D/A转换器所采用。,4.常用的A/D转换器主要有双积分型、逐次比较型和并行比较型三种。三种电路在精度、转换速率及其他参数等方面各具特色，因而应用都比较广泛。,本章小结,5.,作为产品的实例，本章介绍了几种中、大规模集成电路：7520、0832、MAX5013；0809、7106/7107、MAX1011。它们中既有应用广泛的传统电路，也有刚刚推向市场的新产品。,6.由于D/A转换器和A/D转换器在电子系统、特别是数字系统中的应用越来越广泛，加之技术与工艺的进步，其新产品也不断涌现。因此，要根据实际需要来选择各项指标以及价格、厂商等，切不可片面地追求某一项指标。,本章小结,