《数模转换南邮》PPT课件.ppt
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1、1电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用主讲:张学军主讲:张学军电工电子实验教学中心二七年五月三十一日二七年五月三十一日2电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用目 录一、一、概述概述二、二、DAC三、三、ADC四、四、常用常用DAC五、五、综合实验设计综合实验设计3电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲
2、座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用1.概念及其应用 2.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 模拟 控制 被测被控对象传感 器A/D计算 机D/A图1 典型的数字控制系统框图一、概述一、概述 4电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用二、二、DAC DAC 1.DAC的基本原理 数码寄存器模拟 开关译码 网络求和放大器DuA参考电源
3、UREF图2 DAC方框图5电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用图3 D和uA的关系图11111110110111001011101010010001001000110100010101110110246-6-4-2DuA6电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用(1)构成(2)工作原理 电阻网络、双向电子模拟开关、求和放
4、大器、数码寄存器、参考电源 通常取 Rf=R,则:2.倒T型R-2R电阻网络DAC 7电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用图4 倒T型R-2R电阻网络D/A转换电路 8电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用 满量程电压值:3.DAC的主要参数(1)分辨率 LSB:Least Significant Bit a.用输出的电
5、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 9电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用b.用百分比表示 c.用位数n表示(2)转换误差 a.绝对误差:实际值与理想值之间的差值。b.相对误差:绝对误差与满量程的比值。10电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用从输
6、入的数字量发生突变开始,直到输出电压进入与稳态值相差LSB范围以内的这段时间。(3)建立时间tset tsetLSBuOt11电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用三、三、ADCADC 1.模数转换的一般过程(1)采样和保持(2)量化与编码 量化电平(离散电平):都是某个最小单位(量化单位)的整数倍的电平。舍尾方法 四舍五入方法 12电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应
7、用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用Otu1(t)(a)模拟输入信号13电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用Ot(b)采样信号14电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用Ot(b)采样输出信号15电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与
8、模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用图5 模拟信号的采样保持OtuO(t)(c)采样保持信号16电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用采样保持信号uO量化电平uq17电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用采样保持信号uO量化电平uq18电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电
9、工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用(1)组成 2.逐次逼近式ADC 电压比较器、D/A转换器、时序分配器、JKFF、寄存器 2.工作原理 先使JKFF的最高位为1,其余低位为0,比较,下一CP有效沿到,决定1的去留;再使JKFF的次高位为1,其余低位为0,比较,下一CP有效沿到,决定1的去留;19电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用直到最低位比较完为止。此时JKFF中所存的数码
10、就是所求的输出数字量。转换位数为N,则转换时间为(N+1)Tcp。3.ADC的主要参数(1)分辨率:所能分辨的输入模拟量的最小值。a.用输入的电压(电流)值表示 20电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用图6 4位逐次逼近型A/D转换器结构图21电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座电工电子实验系列讲座数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用数模转换与模数转换的应用CPCP0CP1CP2CP4CP3图7
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