第9章数模和模数转换

第9章数模和模数转换null第9章数模和模数转换第9章数模和模数转换模拟：Analog 数字：Digit 模数转换：模拟量转换为数字量，即AD转换。数模转换：把数字量转换为模拟量。即DA转换。 §9.1 数模转换电路§9.1 数模转换电路9.1.1 数模转换关系输入数字量为 n 位二进制数 X，即：转换关系：VO= k X (k为比例常数 )输入数字量输出离散模拟量令X = 2n 时，V0=Vref ，则 k = Vref /2n 因此有令Vref = 1，称为归一化表示。模拟量的最大输出为 ( X的...

null第9章数模和模数转换第9章数模和模数转换模拟：Analog 数字：Digit 模数转换：模拟量转换为数字量，即AD转换。数模转换：把数字量转换为模拟量。即DA转换。 §9.1 数模转换电路§9.1 数模转换电路9.1.1 数模转换关系输入数字量为 n 位二进制数 X，即：转换关系：VO= k X (k为比例常数 )输入数字量输出离散模拟量令X = 2n 时，V0=Vref ，则 k = Vref /2n 因此有令Vref = 1，称为归一化表示。模拟量的最大输出为 ( X的的最大值为2n-1 )称 FSR 为满刻度值，LSB 称为最低有效位。【例】 n = 3，取Vref = 1 ，则 LSB = 1/8，FSR = 7/8。 n 越大，V0 就越接近连续9.1.2 权电阻网络DAC9.1.2 权电阻网络DAC其中取，取值为0或1。9.1.3 R-2R T形电阻网络DAC 9.1.3 R-2R T形电阻网络DAC (1) 当 x3 = x2 = 0, x1 = 1 时(1) 当 x3 = x2 = 0, x1 = 1 时电路等效为(2) 当 x3 = x1 = 0, x2 = 1 时电路等效为(3)当 x2 = x1 = 0, x3 = 1 时(3)当 x2 = x1 = 0, x3 = 1 时电路等效为(5)当x3、x2、x1、任意设置时，电路等效为根据电路迭加原理根据电路迭加原理当时，9.1.4 R-2R倒梯形DAC9.1.4 R-2R倒梯形DAC 从每个节点(ABC)向右看，等效电阻都是2R。因此每过一个节点，电流减小一半。即有：§9.3 A/D转换§9.3 A/D转换输入模拟量，输出数字量转换关系： i = 0, 1, 2,…, n-1.称为量化误差 9.3.1 ADC的工作过程9.3.1 ADC的工作过程1. 采样与保持采样：按一定的时间间隔取信号一瞬间的值。 为采样时间TS 为采样周期采样频率输入信号采样脉冲采样信号保持：保持：将采样的信号保持一段时间。采样信号采样保持信号采样定理：当 f S≥2 fi max 时采样信号可以地还原出原来的输入信号 VinTS－ 为保持时间采样保持电路采样保持电路在采样期间 T 导通，Vin 使C充放电，VC 迅速与 Vin 相同。在 T 截止后的短时间内，C上的电荷无处泄放，使 VC 保持。VC 保持则 VO 保持。2. 量化与编码2. 量化与编码将采样保持输出的二进制离散信号转变成数码信号。在保持时间内要完成一次转换。转换输出码率：单位时间转换输出的数码长度。例：最高声音频率为 20KHz，对高保真的转换，采样频率用44.1KHz，一次转换为 16bit。则输出码率为 705.6Kb ps。即 86KByte ps。每分钟 5.245MByte ps，如果是立体声，则为 10.5MByte ps。用普通光盘可以存储约 60 分钟。普通电视图象信号，最高频率达 5.5MHz，用 24位真彩色，采样频率用 11MHz，则转换输出码率为 264Mb ps，即 31.47MByte ps。用普通光盘可以存储约 20秒种。利用压缩技术，VCD 的视频和音频降可到 1.5Mb ps。9.3.2 并行比较ADC9.3.2 并行比较ADC 编码后输出 3 位二进制数如果转换输出 8 位，将需要255个比较器1、有舍有入并行比较ADC2、只舍不入并行比较ADC2、只舍不入并行比较ADC9.3.3 并/串型ADC9.3.3 并/串型ADC8 位ADC其中9.3.4 逐次比较ADC9.3.4 逐次比较ADC 将模拟量与逐次逼近的基准电压不断比较，从高位到低位逐渐地产生对应的数字代码。（1）转换原理（2）实际电路原理（2）实际电路原理C1有1个比较电压 C2有2个比较电压 C3有4个比较电压 C4有8个比较电压根据高位情况确定比较电压寄存器在CP控制下如下变化：1 0 0 0 X1 1 0 0 X1X2 1 0 X1X2X3 1 X1X2X3X4 输出9.3.5双积分式ADC9.3.5双积分式ADC输入电压决定斜率1、输入积分1、输入积分此间Vo< 0，A2 输出 “1” 。门 G 打开，计数器从0开始计数。当T1= 2n TCP时，计数器满值，进位信号通过“控制开关”使 S 转接到 Vref 端。因此 T1为常数。S 接输入信号Vin即 |Vo| ∝Vin TCP是计数器时钟脉冲周期2、参考积分2、参考积分S 接参考电压Vref当Vo≥0 后， A2 输出 “0” 。门 G 关闭，计数器停止计数。令Vo= 0 则得到计数器输出为

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