6数据转换与存储.ppt

数据转换与存储 7.1 数模转换器 ? 从模拟信号转换到数字信号称为模数转换 ，把实现模数转换的电路称为模数转换器 （ ADC ）。 ? 从数字信号转换到模拟信号称为数模转换 ，把实现数模转换的电路称为数模转换器 （ DAC ）。 DAC 数据 锁存器 … D 0 D 1 D n- 1 … 数字位 模拟开关 参考电压 … 电阻 解码网络 模拟电流 I o 运放 电路 模拟电压 U o CLK U R D n -1 D 0 U o ? ? CLK U R D n -1 D 0 I o ? ? CLK U R ( a ) 电压输出 ( b ) 电流输出 主要电路形式 数据 锁存器 … D 0 D 1 D n- 1 … CLK U R … … … - + R f 2 n -1 R 2 n -2 R 2 0 R U S 0 S 1 S n- 1 … 2 I 2 n I 2 n -1 I 8 I 4 I 2 R 2 R 2 R 2 R 2 R 2 R R R R R … - + R f U U R S 0 S 1 S n -3 S n -2 S n -1 D 0 D 1 D n- 1 D n- 2 D n- 3 主要参数 ? 分辨率 ? 转换精度 ? 建立时间 主要指标 ? 位数 ? 参考电压 ? 转换时钟 【例 7.1.1 】 某倒 T 型电阻网络 DAC ，将其输入值从最小以 1 递 增至最大，再以 1 递减至最小，周而复始，产生一周期为 51ms 的三角波。要求其波形峰峰值（最大值与最小值之差） 2V ± 1% ，最小分辨电压不大于 10mV ，试确定 DAC 的主要参 数。 ? 位数 ? 参考电压 ? 转换时钟 7.2 ADC U i ( t ) t O O O S ( t ) U s ( t ) t t 取样 开关 U i ( t ) U o ( t ) S ( t ) O U o ( t ) t 保持 电路 U s ( t ) 主要参数 ? 分辨率 ? 转换时间 ? 相对精度 主要指标 ? 采样速率 ? 位数 ? 参考电压 【例 7.2.1 】某 ADC 对正弦信号 x ( t )=sin(4π ? 10 6 t ) 进行 采样，采样起点为 100ns ，要求分辨率不大于 10mV ，试确定 ADC 电路的参数和以及采样结果。 7.3 数据存储 ? 存储器原理 0 # 地址译码 读控制 存储矩阵 输入 / 输出控制 CS A 0 ~ A n -1 D 0 ~ D m -1 1 # (2 n -1) # R/W 地址 数据写 数据读 地址 A 0 ~ A n -1 D 0 ~ D m -1 R/W CS 半导体存储器 只读存储器 ROM ? 由地址译码器、存储矩阵和输出缓冲器三部分组成 存储单元 存放一位二 值代码。 信息单元 存放若干个 存储单元组成一个 “字” 。 地址输入线 A 0 ~ A n -1 译码输出线 W 0 ~ W 2 n -1 。 称为“ 字线 ”，与存 储矩阵中的一个“字” 相对应。 地 址 译 码 器 输出缓冲器 D m － 1 D 0 W 0 W 1 W 2 -1 n A 0 A 1 A n- 1 三态控制 信息单元 ( 字 ) 存储单元 … … … … … 存 储 矩 阵 每当给定一组输入地址时，译码器只有一条输出字线 W i 被选中，该字线可 以在存储矩阵中找到一个相应的“字”，并将字中的 m 位信息 D m -1 ~ D 0 送至 输出缓冲器。 每条数据输出线 D i 也称为“位线”，每个字中信息的位数称为“字长”。 ? 存储容量 ? 用存储单元的数目来表示 ? 存储容量 = 字数 ? 位数 ? 2 n 个字， 每个字的字长为 m ? 存储容量为 2 n × m 位。 ? 习惯用 K(1 K=1024) 为单位来表示 ? 存储单元 ? 可以用二极管构成， ? 可以用双极型三极管或 MOS 管构成。 ? 输出缓冲器是 ROM 的数据读出电路，通常用三态门构成。 ? 可以实现对输出数据的三态控制，以便与系统总线联接 ? 可以提高存储器的带负载能力。 地 址 译 码 器 输出缓冲器 D m － 1 D 0 W 0 W 1 W 2 -1 n A 0 A 1 A n- 1 三态控制 信息单元 ( 字 ) 存储单元 … … … … … 存 储 矩 阵 ? 字数： 2 2 ＝ 4 （ 2 根地址线） ? 字长： 4 ? 容量： 4 ? 4bit 地 址 译 码 器 W