数模、模数转换电路

时间：2007-04-29

自然界所存在的物理量，大多是模拟量，它们是不能直接送入数字计算机里进行处理的，必须先把
这些模拟量转换成数字信号，再送入数字系统中进行处理，处理完之后，然后把处理完的数字信号转换为模拟
量，再送去控制元件去执行。这一节我们来学习模拟量和数字信号的转换器的基本工作原理。
我们在学习时把这一章的内容分为两节，它们是：
§1.DAC
§2.ADC

§9、1 DAC
DAC的任务就是将输入数字信号,转换为与输入数字量成正比的输出模拟电流i₀或电压u₀.这一节要求我们熟悉DAC的转换公式及分辨率的计算。
一：DAC的转化特性 DAC电路的输入是二进制数字信息。（用B表示）其中位为B₀和位为B_n-1，它们的权位分别为2⁰和2^n-1，则:B=（B_n-12^n-1+B_n-22^n-2+^...+B₁2¹+B₀2⁰)它的输出是与输入数字量成正比列的电压u₀或电流i₀,用公式表示为: *u₀(或i₀)=KB** (K为比例常数)
例1.已知某DAC转换电路,输入三位数字量,参考电压E_R=-8V,当输入的数字量D₂D₁D₀如图(1)所示时,求相应的输出模拟量u₀,并对应时钟CP的波形画出u₀的波形
因为u₀=-E_R/2ⁿ*B,按输入二进制的序列可求得u₀的值为： D₂D₁D_O=000时： u₀=0 V D₂D₁D_O=010时： u₀=2 V D₂D₁D_O=101时： u₀=5 V D₂D₁D_O=011时： u₀=3 V D₂D₁D_O=100时： u₀=4 V D₂D₁D_O=001时： u₀=1 V
根据求得u₀可的波形图为：如图（2）所示
二：分辨率分辨率就是电路所能分辨的输出电压U_LSB与输出电压U_M之比。它用公式可表示为：分辨率=U_LSB/U_M=1/（2ⁿ-1）(n为输入数字的位数)

§9、2 ADC
ADC就是将模拟信号转换位数字信号的器件.

ADC的组成与ADC的电路形式 ADC电路通常由两部分组成，它们是：采样、保持电路和量化、编码电路。其中量化、编码电路是的部件，任何ADC转换电路都必须包含这种电路。 ADC电路的形式很多，通常可以并为两类：间接法：它是将采样-保持的模拟信号先转换成与模拟量成正比的时间或频率，然后再把它转换位数字量。这种通常是采用时钟脉冲计数器，它又被称为计数器式。它的工作特点是：工作速度低，转换高，抗干扰能力强。直接法：通过基准电压与采样-保持信号进行比较，从而转换位数字量。它的工作特点是：工作速度高，转换容易保证。例1.模数转换电路包括____ 、 ______ 、_____ 、______ 四个过程。答案是：采样、保持、量化、编码