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A/D 、 D/A 转换

第九章. A/D 、 D/A 转换. 图 9.3 典型的数字控制系统. 0. 0 0 0 0. 1 1 1 1. 0 0 0 0. 1 0 0 0. 0 1 0 0. 1 1 0 0. 1 1 1 1. 产生的锯齿波的过程. A/D 转换. A/D 转换器的作用. 模拟量对象. 数字电路. A/D 转换器（ ADC ） : 将模拟量转换为数字量。通常要经过四个步骤： 采样、保持、量化和编码 。. 1. 采样与保持.

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Presentation Transcript

  1. 第九章 A/D、D/A转换 图9.3 典型的数字控制系统 鹰潭职业技术学院应用工程系

  2. 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 产生的锯齿波的过程 鹰潭职业技术学院应用工程系

  3. A/D转换 A/D转换器的作用 模拟量对象 数字电路 A/D转换器（ADC）:将模拟量转换为数字量。通常要经过四个步骤： 采样、保持、量化和编码。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  4. 1. 采样与保持 ◆所谓采样，就是将一个时间上连续变化的模拟量转化为时间上离散变化的模拟量。 ◆采样结果存储起来，直到下次采样，这个过程称作保持。一般，采样器和保持电路一起总称为采样保持电路。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  5. 2. 量化与编码的过程 ◆将采样电平归化为与之接近的离散数字电平，这个过程称作量化。 ◆由零到最大值（MAX）的模拟输入范围被划分为n个值，称为量化阶梯。而相邻量化阶梯之间的中点值称为比较电平。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  6. 3. A/D转换器的类型 ◆模数转换电路分为： 直接比较型和间接比较型 ◆直接比较型：就是将输入模拟信号直接与标准的参考电压比较，从而得到数字量。属于这种类型常见的有并行ADC和逐次比较型ADC。 ◆间接比较型：输入模拟量不是直接与参考电压比较，而是将二者变为中间的某种物理量再进行比较，然后将比较所得的结果进行数字编码。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  7. ▲.直接ADC （1）并行ADC 鹰潭职业技术学院应用工程系

  8. 表9.1 三位并行ADC转换真值表 对于n位输出二进制码，并行ADC就需要2n-1个比较器。并行ADC适用于速度要求很高，而输出位数较少的场合。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  9. （2）逐次比较型ADC 图9.7 四位逐次比较型ADC原理框图 图9.8 四位逐次比较型ADC转换时序波形 鹰潭职业技术学院应用工程系

  10. 逐次逼近型ADC UI UO 四位D/A转换器 d3 & d3 d2 d1 d0 电压比较器 Q Q Q Q & d2 逐次逼近 寄存器 FF3 FF2 FF1 FF0 S R S R S R S R d1 & ≥1 ≥1 ≥1 d0 & 控制逻辑门 & & & & E Q0 Q4 Q3 Q2 Q1 五位顺序脉冲发生器 CP 时钟脉冲 鹰潭职业技术学院应用工程系

  11. 4. D/A转换基本原理和类型 1) D/A转换的基本原理 D/A转换器（DAC）就是一种将离散的数字量转换为连续变化的模拟量的电路。 D0～Dn-1为输入的n位二进制数字量 uO为输出模拟量 VREF为实现转换所需的参考电压（又称基准电压）。 图9.11 数模转换的示意图 鹰潭职业技术学院应用工程系

  12. 三者应满足下列关系式： 其中 为二进制数字量所代表的十进制数。 因此 例如当n=3、参考电压为10V时，D/A转换器输入二进制数和转换后的输出模拟电压量见表9.2所示。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  13. C B A 选择的通道 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 2) 常用集成ADC简介 — ADC 0809 ADC0809是一个8位8通道的AD转换器。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  14. I0 I1 I2 I3 2-1 I4 2-2 I5 ADC0809 2-3 I6 2-4 I7 ADDA 2-5 ADDB 2-6 ADDC 2-7 START ALE 2-8 OE +UREF EOC -UREF CLK ADC0809功能分析 转换有以下几步： • ALE 信号（上升沿有效）上升沿有效，锁存地址并选中相应通道。 • ST 信号(下降沿有效）有效，开始转换。A/D转换期间ST为低电平。 • EOC信号（高电平结束）输出高电平，表示转换结束。 • OE信号（高电平允许输出）有效，允许输出转换结果。 CLK：时钟信号，可由单片机ALE信号分频得到。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  15. 3) 常用集成DAC简介 —— 0830系列 ：输入寄存器选通信号， ：传送控制信号 ILE：输入寄存器锁存信号 ：DAC寄存器写信号 ：输入寄存器写信号， 鹰潭职业技术学院应用工程系

  16. 输出为电流，接一运算放大器可转换为电压。 LE1或LE2=1，当前寄存器的输出跟随输入的数据(直通) LE1或LE2=0，锁存数据(锁存) DAC0832是一个八位D/A转换器，转换时间1微秒，结构如下： 鹰潭职业技术学院应用工程系

  17. （3）0832的工作方式 ◆ 双缓冲方式 DAC0832包含两个数字寄存器——输入寄存器和DAC寄存器，因此称为双缓冲。在一个系统中，任何一个DAC都可以同时保留两组数据，其次，双缓冲允许在系统中使用任何数目的DAC。 ◆单缓冲方式与直通方式 在不需要双缓冲的场合，可提高数据通过率 当 = = =0，ILE=1，DAC寄存器处于直通方式。当 =1，数据锁存，模拟输出不变， =0时，模拟输出更新。这称为单缓冲工作方式。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  18. 作 业 鹰潭职业技术学院应用工程系

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