第七章AD与DA简介 模拟一数字转换器: 将模拟电信号转换为数字电信号。 Analog-to-Digital Converter 数字一模拟转换器: 将数字电信号转换为模拟电信号。 Digital -to-Analog converter 引言 由于数字信号处理理论和电路与系统的信 息处理能力、速度、集成度方面的高度发展,使 得把模拟信号转换为数字信号进行处理,再将处 理结果的数字信息转换为模拟信号的方式有着 巨大优势。 数字信息可利用计算机高速灵活处理; 数字信息便于存储、查询; 数字信息有高抗干扰能力; 数字信息便于加密保密;
第七章 AD 与 DA 简介 模拟－数字转换器： 将模拟电信号转换为数字电信号。 Analog－to－Digital Converter 数字－模拟转换器： 将数字电信号转换为模拟电信号。 Digital －to－Analog Converter 引言 由于数字信号处理理论和电路与系统的信 息处理能力、速度、集成度方面的高度发展，使 得把模拟信号转换为数字信号进行处理，再将处 理结果的数字信息转换为模拟信号的方式有着 巨大优势。 数字信息可利用计算机高速灵活处理； 数字信息便于存储、查询； 数字信息有高抗干扰能力； 数字信息便于加密保密； ……
例:数字语音通信系统。 话筒 AD 语音处理 多路发送 有线 无线 语音处理 DA 听筒 有线 无线 多路接收 语音处理:压缩编解码、加解密等。 AD转换 转换过程: 将随时间变化的模拟量按比例转换为序列 数字量 Vo(t VA(t 采样保持 量化 Do(t) S/H 编码 s(t 为实现AD,对模拟电信号在时间上离散采 样,在幅度上量化编码
例：数字语音通信系统。 语音处理：压缩编解码、加解密等。 AD 转换 转换过程： 将随时间变化的模拟量按比例转换为序列 数字量。 为实现 AD，对模拟电信号在时间上离散采 样，在幅度上量化编码。 AD 语音处理 多路发送 有线 无线 话筒 多路接收 语音处理 DA 有线 无线 听筒 采样保持 S/H 量化 编码 VA（t） S（t） VO（t） DO（t）
采样定理: 在AD过程中,为尽可能保留信号信息,不 必要、也不可能连续对模拟信号转换。对频谱有 限模拟信号,理论上采样频率f满足下列关系, 即能保证被采样信号的恢复。 f≥2fAm 一般采用f≥(3-5) A max o 采样脉宽通常很窄,转换需要一定时间,因 此需有保持电路。 S(t) 为提高AD转换精度,需加强采样与保持精 度,对上述原理电路采取很多改进措施。 采样保持输出波形如下:
采样定理： 在 AD 过程中，为尽可能保留信号信息，不 必要、也不可能连续对模拟信号转换。对频谱有 限模拟信号，理论上采样频率 s f 满足下列关系， 即能保证被采样信号的恢复。 s 2 Amax f f 一般采用 max (3 5) s A f − f 。 采样脉宽通常很窄，转换需要一定时间，因 此需有保持电路。 为提高 AD 转换精度，需加强采样与保持精 度，对上述原理电路采取很多改进措施。 采样保持输出波形如下： VC VO － VA ＋ S(t)
量化与编码 量化:将模拟信号电压变化范围分割为等间 隔的离散电平,把每次采样保持输出电压归到最 接近的电平。 编码:将可能量化的离散电平用二进代码表 小 量化误差:大小取决于量化等级。 四舍五入式为05量化间隔。 去0求整式为1个量化间隔。 DA转换 将数字量表示的模拟电量按比例转换为实 际模拟电量。 转换器 Ve = K N为二进数D,比例K为 KVREF,有: Ve=kk REF d.2
量化与编码 量化：将模拟信号电压变化范围分割为等间 隔的离散电平，把每次采样保持输出电压归到最 接近的电平。 编码：将可能量化的离散电平用二进代码表 示。 量化误差：大小取决于量化等级。 四舍五入式为 0.5 量化间隔。 去 0 求整式为 1 个量化间隔。 DA 转换 将数字量表示的模拟电量按比例转换为实 际模拟电量。 VO = KN N 为二进数 D，比例 K 为 kVREF，有： − = = 1 0 2 n i i O REF di V kV DA 转换器 D VO VREF n
DA转换关系曲线: DA转换技术: >二进权电阻型。 23R 22R 2R 20R R3 R3 o D SB ASB 输入数字量 如RF=R2,则有: 缺陷:电阻种类多,精度难保证,位数不高
DA 转换关系曲线： DA 转换技术： ➢ 二进权电阻型。 如 RF＝R/2,则有： − = = − 1 0 / 2 * 2 n i i i n VO VREF D 缺陷：电阻种类多，精度难保证，位数不高。 LSB MSB 输入数字量 VO RF 2 3R R0 S0 D0 2 2R R1 S1 D1 2 1R R2 S2 D2 2 0R R3 S3 D3 VREF i ＋ －