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第八章 A/D和D/A转换器

在数字系统的应用中,通常要将一些被测量的物理量通过传感器送到数字系统进行加工处理;经过处理获得的输出数据又要送回物理系统,对系统物理量进行调节和控制。传感器输出的模拟电信号首先要转换成数字信号,数字系统才能对模拟信号进行处理。这种模拟量到数字量的转换称为模-数(A/D)转换。处理后获得的数字量有时又需转换成模拟量,这种转换称为数-模(D/A)变换。A/D变换器简称为ADC和D/A变换器简称为DAC是数字系统和模拟系统的接口电路。

第一节 基本概念 一、D/A变换

D/A变换器一般由变换网络和模拟电子开关组成。输入n位数字量D(=Dn-1 D1D0)分别控制这些电子开关,通过变换网络产生与数字量各位权对应的模拟量,通过加法电路输出与数字量成比例的模拟量。 (1)变换网络

变换网络一般有权电阻变换网络、R-2RT型电阻变换网络和权电流变换网络等几种。 ⅰ、权电阻变换网络

权电阻变换网络如图8-1所示,每一个电子开关Si所接的电阻Ri等于2n-1-iR(i=0~n-1),即与二进制数的位权相似,R0=2n-1R,Rn-1=R。对应二进制位Di=1时,电子开关Si合上,Ri上流过的电流

Ii=VREF/Ri。 令VREF/2n-1R=IREF,则有

Ii=2iIREF,

即Ri上流过对应二进位权倍的基准电流,Ri称为权电阻。

权电阻网络中的电阻从R到2n-1R成倍增大,位数越多阻值越大,很难保证精度。

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vO

V

图8-1 权电阻D/A变换器

ⅱ、R-2R电阻变换网络

R-2R电阻网络中串联臂上的电阻为R,並联臂上的电阻为2R,如图8-2所示。从每个並联臂2R电阻往后看,电阻都为2R,所以流过每个与电子开关Si相连的2R电阻的电流Ii是前级电流Ii+1的一半。因此, Ii=2iI0=2i IREF/2n, 即与二进制i位权成正比。

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