数字逻辑A9.ppt

GUET School of Information & Communications 1. 并行比较型A/D转换器 量化电平依据有舍有入划分为7个电平。 量化单位为 Δ=(2/15)UREF 量化误差为 |εmax|= (1/15)UREF 电压比较器 U+≥U-时，Ci＝1； U+＜U-时，Ci＝0。 并行比较型A/D转换器真值表 1 输入模拟电压 寄存器状态 数字量输出 （编码器输入） （编码器输出） Q Q Q Q Q Q Q 6 5 4 3 2 1 0 d d d 2 1 0 u I 15 ~ ( ) 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( 15 ~ 15 ) ( ~ 1 0 3 3 5 5 7 7 9 9 11 11 13 13 1 U REF U REF U REF U REF U REF U REF U REF U REF 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 例如：vI＝4.2V，VREF＝6V。 3.6V～4.4V 则数字量输出d2d1d0＝101。 * * GUET School of Information & Communications 数字逻辑A 主讲：信息与通信学院 谢跃雷(副教授） 第9章 数模和模数转换 9.1 概述 9.2 数模转换器 9.3 模数转换器 9.1 概述 ADC和DAC是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口，在各种系统应用广泛。 能够将模拟量转换为数字量的器件称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC。 能够将数字量转换为模拟量的器件称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。 数字信号优点：抗干扰性强，便于存储、便于用计算机等处理然而大量的信息都是模拟信号。 非电模拟量 电压模拟量 A S ADC A S ADC A S ADC A' ADC A' ADC … … … … … … 数字控制 或 计算电路 （微机或单片机） DAC DAC DAC DAC DAC … … U U U … U U 图9-1-1 数字控制系统方框图 … 传感器 执行单元 传感器 (温度、压力、流量等模拟量） A/D 计算机（数字量） 显示器 D/A 执行部件（模拟量控制） 打印机 图9-1-2 自动测试系统方框图 多路模拟开关 ADC 发射机 DAC 多路模拟开关 定时产生器 图9-1-3 数据传输系统方框图 UI1 UI2 UIn … UO1 UO2 UOn … 　　在通信、遥测、遥控等领域，采用数字信号传输信息，在抗干扰能力和保密性等方面都远远强于模拟信号。 保证收、发两地严格同步 接收机 　　计算机系统只能处理数字信息，为了使它能够处理声音、图像、视频等多媒体信息，音频、视频的采集和输出都离不开ADC和DAC电路。 声卡 声卡的外部连接 一般常用的线性D/A转换器，其输出模拟电压VO和输入数字量Dn之间成线性正比关系。VREF为参考电压。 一、D/A转换器的基本工作原理 9.2 数模转换器 D/A转换器是将输入的二进制数字量转换成模拟量，以电压或电流的形式输出。 VO＝DnVREF 图9-2-1 DAC输出特性 0000 0011 0110 1001 1100 1111 1 0 3 5 7 9 11 13 15 vO/VREF DI 1101 　　DAC输出模拟量的大小与输入数字量大小成正比： 　　两个相邻数码转换出的电压值之间的差值，是信息所能分辨的最小量(1 LSB)；最大输入数字量对应的输出电压值(绝对值)用FSR表示。 1 LSB Least Significant Bit FSR Full Scale Range D/A转换器一般由数码缓冲寄存器、模拟电子开关、参考电压、解码网络和求和电路等组成。 数码缓冲寄存器 n位数控模拟开关 解码网络 n位数字量输入 模拟量输出 求和电路 参考电压 n 位D/A转换器方框图 数字量以串行或并行方式输入，并存储在数码缓冲寄存器中；寄存器输出的每位数码驱动对应数位上的电子开关，将在解码网络中获得的相应数位权值送入求和电路；求和电路将各位权值相加，便得到与数字量对应的模拟量。 1. 权电阻网络D/A转换器 权电阻网络DAC原理图 二、D/A转换器的主要电路形式