微机原理与接口技术第7章数摸和模数转换-32上课讲义.ppt

转换结果能否准确逼近模拟信号，主要取决于SAR和D/A位数。位数越多，越能准确逼近模拟量，但转换所需的时间也越长。 逐次逼近式的A/D转换器的主要特点是： （1）转换速度较快，在1～100μs以内，分辨率可以达18位，特别适合于工业控制系统。 （2）转换时间固定，不随输入信号的变化而变化。 （3）抗干扰能力相对积分型的差。 1. A/D转换器工作原理 1. 分辨率（Resolution） 分辨率反映A/D转换器对输入微小变化相应的能力，通常用数字量输出最低位（LSB）所对应的模拟输入的电平值表示。例如，8位A/D转换器能对输入满量程1/28的增量作出反应。n位A/D能反应1/2n满量程的输入电平。 2. A/D转换器主要技术性能 1. 分辨率（Resolution） 2. 精度（Accuracy） 精度有绝对精度（Absolute Accuracy）和相对精度（Relative Accuracy）两种表示方法。 2. A/D转换器主要技术性能 1. 分辨率（Resolution） 2. 精度（Accuracy） 3. 转换时间（Conversion Time） 转换时间是完成一次A/D转换所需的时间，即由发出启动转换命令信号到转换结束信号开始有效的时间间隔。转换时间的倒数称为转换速率。例如AD570的转换时间为25μs，其转换速率为40KHz。 2. A/D转换器主要技术性能 1. 概述 2. 数/模（D/A）转换器 3. 模/数（A/D）转换器 7.4 模拟量I/O接口 在生产控制过程中，计算机既要实现对生产设备的检测，又要实现对生产设备的控制。 检测：需将模拟量转换成数字量，简称A/D转换。实现A/D转换的电路称为A/D转换器，简称ADC。 控制：需将数字量转换成模拟量。简称D/A转换。实现D/A转换的电路称为D/A转换器，简称DAC。 7.4.1 概述 微型计算机控制系统结构框图 1）、模拟量输入通道 7.4.1 概述 2）、模拟量输出通道 1. 模拟量输入通道 （1）传感器 （2）信号处理环节 主要包括信号放大电路和滤波电路等。用于信号的放大和滤去干扰信号。 7.4.1 概述 1. 模拟量输入通道 （1）传感器 （2）信号处理环节 （3）多路转换开关 采用多路模拟开关，使多个模拟量共用一个A/D转换器进行A/D转换。 7.4.1 概述 1. 模拟量输入通道 （1）传感器 （2）信号处理环节 （3）多路转换开关 （4）采样保持器 采样保持电路是在A/D转换期间采样输入量并保持一段时间的电路。为了保证转换精度，可用采样保持器在A/D转换期间，保持采样输入信号大小不变。 7.4.1 概述 1. 模拟量输入通道 （1）传感器 （2）信号处理环节 （3）多路转换开关 （4）采样保持器 （5）A/D转换器 A/D转换器是模拟量输入通道的核心环节，其作用是将模拟输入量转换成数字量。双极性为0～±2.5伏、0～±5伏、0～±10伏；单极性为0～5伏、0～10伏、0～20伏等。 7.4.1 概述 1. 模拟量输入通道 （1）传感器 （2）信号处理环节 （3）多路转换开关 （4）采样保持器 （5）A/D转换器 2．模拟量输出通道 主要由锁存器、D/A转换器、放大驱动电路组成。锁存器是用来保持数字量稳定的。功率放大器是作为模拟量输出的驱动电路。 7.4.1 概述 1. D/A转换器的工作原理 D/A转换把数字量的每一位代码按权大小转换成模拟分量，然后根据叠加原理将各代码对应的模拟输出分量相加。D/A转换器的主要部件是电阻开关网络，网络形式有权电阻网络和倒T型电阻网络等。 1）．权电阻网络D/A转换法 电阻值为2iR 合上时Si=1，断开时Si=0 例如：输入（8位A/D转换）则输出为： Vo=-（134/256）Vref 特点： D/A转换