第节一章DA和A心转换电踡 数字系统的特点:输入、输出都是数字量。 自然界所存在的物理量大多数是模拟量,如温度、湿度、 压力、流量、速度、时间等。数字系统不能直接处理模拟量, 所以要把模拟量先转换为数字量(A/①),然后送入数字系统中 去处理。数字系统把处理的结果以数字量的形式送出,经过数 模/A)转换电路再将数字信号转换为模拟信号送到控制执行 元件,执行元件按照控制程序要求精确控制受控对象。 放大=AD=微处理器=显示 工业电炉 ROM 4KX8 可控硅DA台 知键盘
数字系统的特点：输入、输出都是数字量。 自然界所存在的物理量大多数是模拟量，如温度、湿度、 压力、流量、速度、时间等。数字系统不能直接处理模拟量， 所以要把模拟量先转换为数字量（A/D)，然后送入数字系统中 去处理。数字系统把处理的结果以数字量的形式送出，经过数 模（D/A)转换电路再将数字信号转换为模拟信号送到控制执行 元件，执行元件按照控制程序要求精确控制受控对象。 工 业 电 炉 放大 A/D 微处理器 ROM 4KX8 显示 可控硅 D/A 键盘
为了保证数据处理的准确性,AD转换器和DA转换器必 须达到一定的转换精度。同时,为了适应快速过程的检测和控 制,AD转换器和DA转换器必须有足够快的转换速度 在目前常见的DA转换器中,有权电阻网络D/A转换器,梯 形电阻网络、倒梯形电阻网络D八A转换器。AD转换器的类型也 很多,可以分为直接AD转换器和间接AD转换器两大类。 直接AD转换器:输入的模拟信号直接被转换成相应的数 字信号。 间接AD转换器:是将输入的模拟信号先转换成某个中 间变量(如时间T、频率F等),然后再将中间变量转换为最 后的数字量。 考虑到DA转换器的工作原理比较简单,而有些AD转换 器需要用到DA转换器作为内部反馈电路,所以首先讨论D/A 转换器工作原理,再介绍AD转换器
为了保证数据处理的准确性，A/D转换器和D/A转换器必 须达到一定的转换精度。同时，为了适应快速过程的检测和控 制，A/D转换器和D/A转换器必须有足够快的转换速度。 在目前常见的D/A转换器中，有权电阻网络D/A转换器，梯 形电阻网络、倒梯形电阻网络D/A转换器。A/D转换器的类型也 很多，可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大类。 直接A/D转换器：输入的模拟信号直接被转换成相应的数 字信号。 间接A/D转换器：是将输入的模拟信号先转换成某个中 间变量（如时间T、频率F等），然后再将中间变量转换为最 后的数字量。 考虑到D/A转换器的工作原理比较简单，而有些A/D转换 器需要用到D/A转换器作为内部反馈电路，所以首先讨论D/A 转换器工作原理，再介绍A/D转换器
第一节D/A转换票 DA转换器是将输入的二进制数字信号转换成模拟信号, 以电压(或电流)的形式输出。因此,DA转换器可以看作 是一个译码器。一般常用的线性DA转换器,其输出的模拟 电压V和数字量D成正比关系。V=KD,K为常数。 基本原理 ()=k∑D2位权值 i=0 输入是D1 0≤D≤1 1位二 DIA i=(0,,2,3…n-1) 进制数 k:转换比例系数 输出模拟电压(或模拟电流)与输入数字量成正比关系。 假设:转换比例系数K=1,输入数字量n=3 输出模拟电压(或模拟电流)为:vo(io)=D2+D2+D2
D/A转换器是将输入的二进制数字信号转换成模拟信号， 以电压（或电流）的形式输出。因此，D/A转换器可以看作 是一个译码器。一般常用的线性D/A转换器，其输出的模拟 电压V和数字量D成正比关系。V=KD,K为常数。 一、基本原理 输入是 n位二 进制数 D/A i n i O O Di v (i ) k 2 1 0 − = = D0 D1 Dn-1 k:转换比例系数 输出模拟电压（或模拟电流）与输入数字量成正比关系。 假设：转换比例系数K=1,输入数字量n=3 0 0 1 1 2 2 v (i ) D 2 D 2 D 2 输出模拟电压（或模拟电流）为： O O = + + i = (0,1,2,3n −1) 0 ≦ Di ≦ 1 位权值
DA输入、输出转换特性为: ()=D22+D2+D20 6 5 D2 d, Do Vo/v 3 0000 0011 000001010011100101110111000 D 10 D/A转换特性 001111 11 从转换特性表中看出: 00 ★每一个二进制代码的数字信号,通过 01 234567 位数(位权值)的计算,都可以对应一个相 0 应的十进制数。 ★相邻两个数字信号转换出来的数值 是不连续的,说明转换电路存在转换误差。 这个误差也就是D/A转换电路所能分解的最 小量,通常称为量化级
D2 D1 D0 VO/V 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 2 0 1 1 3 1 0 0 4 1 0 1 5 1 1 0 6 1 1 1 7 0 0 1 1 2 2 v (i ) D 2 D 2 D 2 O O = + + 从转换特性表中看出： ★每一个二进制代码的数字信号，通过 位数（位权值）的计算，都可以对应一个相 应的十进制数。 ★相邻两个数字信号转换出来的数值 是不连续的，说明转换电路存在转换误差。 这个误差也就是D/A转换电路所能分解的最 小量，通常称为量化级。 D/A转换特性 7 6 5 4 3 2 1 000 001 010 011 100 101 110 111 000 VO/V D
最小量化级(转换误差)和输入二进制位数有关。 转换误差=×满值艳入数字信号全时的输出 n=3 7=875mp n 7=437m n=10 210×7=6.8mV n=12 7V=1.7m 2 12 输入数字信号的位数越多,输出的模拟信号越接近 连续模拟信号,转换的精度也就越高
转换误差＝ n 满值 2 1 7V 875mV 2 1 3 = n = 3 n = 4 7V 437mV 2 1 4 = n = 10 7V 6.8mV 2 1 10 = n = 12 7V 1.7mV 2 1 12 = 输入数字信号的位数越多，输出的模拟信号越接近 连续模拟信号，转换的精度也就越高。 （输入数字信号全1时的输出 最大模拟电压）