数模转换器与模数转换器优秀课件
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《数模和模数转换器》课件
2 产品手册和技术资料
提供相关厂家的产品手册和技术资料的参考文献。
类型及应用场景
探索模数转换器的各种类型以及它们在不同应用领 域中的应用情况。
数模和模数转换器的比较
1
异同对比
比较数模和模数转换器在原理、功能和
选择原则
2
应用方面的相同点和不同点。
研究选择数模和模数转换器时需要考虑 的因素和决策原则。
数模和模数转换器在实际应用中的案 例分析
音频应用
探讨数模和模数转换器在音频方面应用的典型案例，如音乐制作和音频设备中的应用。
视Hale Waihona Puke 应用探索数模和模数转换器在视频处理和图像采集方面的重要性和实际应用案例。
传感器应用
研究数模和模数转换器在传感器技术中的关键作用，如温度、压力和光传感器。
结论
总结数模和模数转换器在现代电子领域中的重要性，并展望其未来发展的趋势。
参考文献
1 专业书籍、期刊论文、技术文献
列举与该主题相关的专业书籍、期刊论文、技术文献等的参考文献。
《数模和模数转换器》 PPT课件
# 数模和模数转换器 PPT课件大纲
介绍
数模和模数转换器将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信 号。探讨其定义、重要性、和应用领域。
数模转换器
二进制数和模拟信号的转换
深入了解数字信号如何通过数模转换器转化为 连续的模拟信号。
DAC芯片
介绍数模转换器所常用的数字模拟转换芯片 （DAC芯片）。
工作原理
解释数模转换器如何工作，并探讨其基本原理。
类型及应用场景
探索数模转换器的不同类型以及其在各个应用 领域中的使用情况。
模数转换器
模拟信号和二进制数的转换
提供相关厂家的产品手册和技术资料的参考文献。
类型及应用场景
探索模数转换器的各种类型以及它们在不同应用领 域中的应用情况。
数模和模数转换器的比较
1
异同对比
比较数模和模数转换器在原理、功能和
选择原则
2
应用方面的相同点和不同点。
研究选择数模和模数转换器时需要考虑 的因素和决策原则。
数模和模数转换器在实际应用中的案 例分析
音频应用
探讨数模和模数转换器在音频方面应用的典型案例，如音乐制作和音频设备中的应用。
视Hale Waihona Puke 应用探索数模和模数转换器在视频处理和图像采集方面的重要性和实际应用案例。
传感器应用
研究数模和模数转换器在传感器技术中的关键作用，如温度、压力和光传感器。
结论
总结数模和模数转换器在现代电子领域中的重要性，并展望其未来发展的趋势。
参考文献
1 专业书籍、期刊论文、技术文献
列举与该主题相关的专业书籍、期刊论文、技术文献等的参考文献。
《数模和模数转换器》 PPT课件
# 数模和模数转换器 PPT课件大纲
介绍
数模和模数转换器将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信 号。探讨其定义、重要性、和应用领域。
数模转换器
二进制数和模拟信号的转换
深入了解数字信号如何通过数模转换器转化为 连续的模拟信号。
DAC芯片
介绍数模转换器所常用的数字模拟转换芯片 （DAC芯片）。
工作原理
解释数模转换器如何工作，并探讨其基本原理。
类型及应用场景
探索数模转换器的不同类型以及其在各个应用 领域中的使用情况。
模数转换器
模拟信号和二进制数的转换
模数转换器与数模转换器课件
22:12:16 22/105
6、量程 量程即所能转换的电压范围，如2.5V、5V和 10V。
7、满刻度误差 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值 之差称为满刻度误差。
8、线性度 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移 称为线性度。
22:12:16 23/105
9、数字接口方式 根据转换的数据输出接口方式，A/D转换器可 以分为并行接口和串行接口两种方式。
22:12:16 25/105
12、功耗 一般CMOS工艺的芯片功耗较低，对于电池供 电的手持系统对功耗要求比较高的场合一定要 注意功耗指标。
13、封装 常 见 的 封 装 有 双 列 直 插 封 装 （ Dual In-line Package, DIP ） 和 表 贴 型 （ Surface Mount Devices, SMD）封装。
22:12:16 14/105
1、分辨率 分辨率是A/D转换器能够分辨最小信号的能 力，表示数字量变化一个相邻数码所需输入 模拟电压的变化量。 分辨率越高，转换时对输入模拟信号变化的 反应就越灵敏。
22:12:16 15/105
例 如 ， 8 位 A/D 转 换 器 能 够 分 辨 出 满 刻 度 的 1/256，若满刻度输入电压为5V，则该8位A/D 转换器能够分辨出输入电压变化的最小值为 19.5mV。 分辨率常用A/D转换器输出的二进制位数表示。 常见的A/D转换器有8位、10位、12位、14位 和16位等。
§9.1模数转换器的工作原理及性能指标
一、模数转换器的工作原理 根据转换的工作原理不同，模数转换器可以分 为计数-比较式、逐次逼近式和双斜率积分式。 计数-比较式模数转换器结构简单，价格便宜， 转换速度慢，较少采用。 下面主要介绍逐次逼近式和双斜率积分式模数 转换器的工作原理。
6、量程 量程即所能转换的电压范围，如2.5V、5V和 10V。
7、满刻度误差 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值 之差称为满刻度误差。
8、线性度 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移 称为线性度。
22:12:16 23/105
9、数字接口方式 根据转换的数据输出接口方式，A/D转换器可 以分为并行接口和串行接口两种方式。
22:12:16 25/105
12、功耗 一般CMOS工艺的芯片功耗较低，对于电池供 电的手持系统对功耗要求比较高的场合一定要 注意功耗指标。
13、封装 常 见 的 封 装 有 双 列 直 插 封 装 （ Dual In-line Package, DIP ） 和 表 贴 型 （ Surface Mount Devices, SMD）封装。
22:12:16 14/105
1、分辨率 分辨率是A/D转换器能够分辨最小信号的能 力，表示数字量变化一个相邻数码所需输入 模拟电压的变化量。 分辨率越高，转换时对输入模拟信号变化的 反应就越灵敏。
22:12:16 15/105
例 如 ， 8 位 A/D 转 换 器 能 够 分 辨 出 满 刻 度 的 1/256，若满刻度输入电压为5V，则该8位A/D 转换器能够分辨出输入电压变化的最小值为 19.5mV。 分辨率常用A/D转换器输出的二进制位数表示。 常见的A/D转换器有8位、10位、12位、14位 和16位等。
§9.1模数转换器的工作原理及性能指标
一、模数转换器的工作原理 根据转换的工作原理不同，模数转换器可以分 为计数-比较式、逐次逼近式和双斜率积分式。 计数-比较式模数转换器结构简单，价格便宜， 转换速度慢，较少采用。 下面主要介绍逐次逼近式和双斜率积分式模数 转换器的工作原理。
数模转换和模数转换PPT课件
第10章 数-模转换和模-数转换
在目前常见的D/A转换器中，有权电阻网络D/A转换 器，倒梯形电阻网络D/A转换器等。A/D转换器的类型也 有多种，可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大 类。在直接A/D转换器中，输入的模拟信号直接被转换成 相应的数字信号；而在间接A/D转换器中，输入的模拟信 号先被转换成某种中间变量（如时间、 频率等），然后 再将中间变量转换为最后的数字量。
分辨率
U Um
1 2n 1
分辨率越高，转换时对输入量的微小变化的反应越
灵敏。 而分辨率与输入数字量的位数有关，n越大，分辨率
越高。
第10章 数-模转换和模-数转换
2. 转换精度是实际输出值与理论计算值之差，这种差 值，由转换过程各种误差引起, 主要指静态误差，它包括：
① 非线性误差。它是电子开关导通的电压降和电 阻网络电阻值偏差产生的，常用满刻度的百分数来表示。
递减， 流入运算放大器的电流为
22
D1
I 2n1
D0
I 2n
I 2n
( Dn 1 2n 1
Dn2 2n2
D1 21
D0 20 )
I 2n
n 1
Di 2i
i0
第10章 数-模转换和模-数转换
运算放大器的输出电压为
U I
第10章 数-模转换和模-数转换
集成运算放大器，作为求和权电阻网络的缓冲， 主要是减少输出模拟信号负载变化的影响，并将电流转 换为电压输出。
当Di=1时，Si将相应的权电阻Ri=2n-1-iR与基准电
压UR接通，此时，由于运算放大器负输入端为虚地，该支
路产生的电流为
在目前常见的D/A转换器中，有权电阻网络D/A转换 器，倒梯形电阻网络D/A转换器等。A/D转换器的类型也 有多种，可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大 类。在直接A/D转换器中，输入的模拟信号直接被转换成 相应的数字信号；而在间接A/D转换器中，输入的模拟信 号先被转换成某种中间变量（如时间、 频率等），然后 再将中间变量转换为最后的数字量。
分辨率
U Um
1 2n 1
分辨率越高，转换时对输入量的微小变化的反应越
灵敏。 而分辨率与输入数字量的位数有关，n越大，分辨率
越高。
第10章 数-模转换和模-数转换
2. 转换精度是实际输出值与理论计算值之差，这种差 值，由转换过程各种误差引起, 主要指静态误差，它包括：
① 非线性误差。它是电子开关导通的电压降和电 阻网络电阻值偏差产生的，常用满刻度的百分数来表示。
递减， 流入运算放大器的电流为
22
D1
I 2n1
D0
I 2n
I 2n
( Dn 1 2n 1
Dn2 2n2
D1 21
D0 20 )
I 2n
n 1
Di 2i
i0
第10章 数-模转换和模-数转换
运算放大器的输出电压为
U I
第10章 数-模转换和模-数转换
集成运算放大器，作为求和权电阻网络的缓冲， 主要是减少输出模拟信号负载变化的影响，并将电流转 换为电压输出。
当Di=1时，Si将相应的权电阻Ri=2n-1-iR与基准电
压UR接通，此时，由于运算放大器负输入端为虚地，该支
路产生的电流为
数模和模数转换PPT课件
第29页/共64页
2、量化和编码 由于输入电压的幅值是连续变化的，它的幅值不一定是其量化单位的整倍
数，所以量化过程会引入误差，这种误差叫量化误差。
量化后的信号只是一个幅值离散的信号，为了对量化后的信号进行处理， 还应该把量化的结果用二进制代码或其它形式表示出来，这个过程就叫做编码。
量化的方法一般有两种：只舍不入法和有舍有入法。
把模拟量转化为数字量的过程称为模-数转换，把相应的转换器件称为模-数转 换器（Analog-Digital Converter，简称A/D转换器或ADC ）。
把数字量转化为模拟量的过程称为数-模转换， 把相应的转换器件称为数-模转 换器（Digital-Analog Converter，简称D/A转换器或DAC ）
克，秤量步骤：
顺序 1 2 3 4
砝码重 8g 8g+4 g 8g+4g+2g 8g+4g+1g
比较判断 8g < 13g
保留
12g < 13g
保留
14g > 13g 撤去
13g ＝13g
保留
第38页/共64页
逐次渐近型A/D转换器的基本工作原理是： a. 控制电路首先把寄存器的最高位置1， 其它各位置0。
第25页/共64页
(2) 转换误差 偏移误差：数字输入代码全为0时， D/A转换器的输出电压与理想输出电 压0V之差。
增益误差： 为数字输入代码由全0变 全1时，输出电压变化量与理想输出 电压变化量之差。
第26页/共64页
非线性误差：为D/A转换器实际输出电 压值与理想输出电压值之间偏差的最大 值。
第30页/共64页
0~0.7V的模拟信号转化为3位二进制数码的量化过程
2、量化和编码 由于输入电压的幅值是连续变化的，它的幅值不一定是其量化单位的整倍
数，所以量化过程会引入误差，这种误差叫量化误差。
量化后的信号只是一个幅值离散的信号，为了对量化后的信号进行处理， 还应该把量化的结果用二进制代码或其它形式表示出来，这个过程就叫做编码。
量化的方法一般有两种：只舍不入法和有舍有入法。
把模拟量转化为数字量的过程称为模-数转换，把相应的转换器件称为模-数转 换器（Analog-Digital Converter，简称A/D转换器或ADC ）。
把数字量转化为模拟量的过程称为数-模转换， 把相应的转换器件称为数-模转 换器（Digital-Analog Converter，简称D/A转换器或DAC ）
克，秤量步骤：
顺序 1 2 3 4
砝码重 8g 8g+4 g 8g+4g+2g 8g+4g+1g
比较判断 8g < 13g
保留
12g < 13g
保留
14g > 13g 撤去
13g ＝13g
保留
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逐次渐近型A/D转换器的基本工作原理是： a. 控制电路首先把寄存器的最高位置1， 其它各位置0。
第25页/共64页
(2) 转换误差 偏移误差：数字输入代码全为0时， D/A转换器的输出电压与理想输出电 压0V之差。
增益误差： 为数字输入代码由全0变 全1时，输出电压变化量与理想输出 电压变化量之差。
第26页/共64页
非线性误差：为D/A转换器实际输出电 压值与理想输出电压值之间偏差的最大 值。
第30页/共64页
0~0.7V的模拟信号转化为3位二进制数码的量化过程
数模与模数转换器PPT课件
I
＜
10
16VREF
190//1166VVRREEFF
vI
vO
D0
3． 逻辑电路
D/A 转换器
D1
D2
01 vC
0
R Q0
C1 S
FF0
01
10
0
01
Q1
R 1D
10
C1
S
FF1
10
R
Q 2 1D 10
C1 S
FF2
0
Q3
R 1D
10
C1
S
FF3
VREF D3
D3（ MSB）
1
D2
D1
D0 （ LSB）
（2）转换速率（SR）——在大信号工作状态下模拟电压的变化率。 3. 温度系数——在输入一定时，输出模拟电压随温度变化产生的变化量。一般
用满刻度输出条件下温度每升高1℃，输出电压变化的百分数来表示。
9.2 A/D转换器
一．A/D转换的一般步骤和取样定理
由于输入的模拟信号在时间上是连续量，所以一般的A/D转换过程为： 取样、保持、量化和编码。
R-2R倒T形电阻网络
基准电流: I=VREF/R，
分析计算： 基准电流: I=VREF/R，
流过各开关支路（从右到左）的电流分别为 I/2、I/4、I/8、I/16。
总电流：
i
VREF R
(
D0 24
D1 23
D2 22
D3 21
)
VREF 24 R
3 i0
( Di
2i )
输出电压：
vO
D/A 转换器
D1
D2
1 vC
01
第10章数模变换器和模数变换器PPT课件
当1101输入后，输出电压：u o
U REF 24
(1 20
1 21
0 22
1 23)
11 UREF 16
二、 权电阻D/A变换器
1、电路组成
23R 22R
2R
R
I0
I1
I2
I3
S0
S1
S2
S3
UREF
R/2
－
A
uO
+
u o
U REF 2n
n 1
di 2i
i0
d0
d1
d2
d3
2、工作原理 3、说明
和权电阻网络相比，T形解码网络中电阻的类型少，
只有R、2R两种，电路构成比较方便。
2、工作原理
（1）T型电阻网络的简化
三、T型电阻网络D/A转换器
1、电路组成
3R －
R R R 2R
A
uO
2R 2R 2R 2R 2R I/16 +
S0
S1
S2
S3
UREF
2、工作原理
d0
d1
（1）T型电阻网络的简化
n 1
di
i0
2i
输出的模拟电压正比于输入的数字量，因而实现了从数字 量到模拟量的变换。
二、 权电阻D/A变换器
1、电路组成
23R 22R
2R
R
I0
I1
I2
I3
S0
S1
S2
S3
UREF
R/2
－
A
uO
+
u o
U REF 2n
n 1
di 2i
i0
d0
d1
数模与模数转换 课件
＊9
DC
BA
D′ C′
二、工作原理：
B′ A′
1、根据运放A线性运用时的虚短（现为虚地）法则， 无论Si打向何处，与之相连的2R电阻均接“地”；即流 经2R电阻的电流与Si的位置无关。
2、则从D、C、B、A向左看的二端网络的等效电阻 均为R。
则，从基准电压源提供的总电流I=VREF/R； ＊ 10
–VEE
电压恒定
R
R
R
O
= iRf
=
Rf VREF 24R1
(D3
23
+
D2
22
+
D1
21
+
D0
20 )
多发射极
三极管＊ 19
8.2.5 D/A转换器的输出方式
一、单极性输出:
若输入二进制数的每一位都是数字位，即均为正 数，输出模拟电压为0V~±满度值。
则，选择不同的电路形式或不同的参考电压极性 即可实现。
运放A2组成反相求和电路,
3、双极性输出的D/A转换器电路:
(补码)NB
2R1
D7 D6 D5……. D0
• 8位倒T型电阻 VREF 网络D/A
i∑ Rf=R
•
－
+
A1
v1• R1
R1
•
－
A2 +
•vo
＊ 26
vo
=
−v1
−
1 2
VREF
=
−(−
NB
+ 2n−1 2n
VREF )
−
VREF 2
=
D
C
BA
D′ C′
B′ A′
3、流入每个2R电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。 即：流入各开关支路的电流（从右至左）分别为I/2、 I/4 、 I/8 、 I/16 。
DC
BA
D′ C′
二、工作原理：
B′ A′
1、根据运放A线性运用时的虚短（现为虚地）法则， 无论Si打向何处，与之相连的2R电阻均接“地”；即流 经2R电阻的电流与Si的位置无关。
2、则从D、C、B、A向左看的二端网络的等效电阻 均为R。
则，从基准电压源提供的总电流I=VREF/R； ＊ 10
–VEE
电压恒定
R
R
R
O
= iRf
=
Rf VREF 24R1
(D3
23
+
D2
22
+
D1
21
+
D0
20 )
多发射极
三极管＊ 19
8.2.5 D/A转换器的输出方式
一、单极性输出:
若输入二进制数的每一位都是数字位，即均为正 数，输出模拟电压为0V~±满度值。
则，选择不同的电路形式或不同的参考电压极性 即可实现。
运放A2组成反相求和电路,
3、双极性输出的D/A转换器电路:
(补码)NB
2R1
D7 D6 D5……. D0
• 8位倒T型电阻 VREF 网络D/A
i∑ Rf=R
•
－
+
A1
v1• R1
R1
•
－
A2 +
•vo
＊ 26
vo
=
−v1
−
1 2
VREF
=
−(−
NB
+ 2n−1 2n
VREF )
−
VREF 2
=
D
C
BA
D′ C′
B′ A′
3、流入每个2R电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。 即：流入各开关支路的电流（从右至左）分别为I/2、 I/4 、 I/8 、 I/16 。
数模与模数转换器介绍课件
功耗：数模转换器功耗低，模数转换器功耗高
精度：数模转换器精度高，模数转换器精度低
成本：数模转换器成本高，模数转换器换器：用于将数字信号转换为模拟信号，如音频、视频等信号处理领域。
2
模数转换器：用于将模拟信号转换为数字信号，如传感器、测量仪器等数据采集领域。
3
数模与模数转换器：用于实现信号的混合处理，如通信、控制系统等复杂信号处理领域。
数模与模数转换器介绍课件
演讲人
目录
数模转换器
01
模数转换器
02
数模与模数转换器的比较
03
数模与模数转换器的设计
04
1
数模转换器
基本原理
数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的设备
基本原理是通过对数字信号进行采样、量化和编码，生成模拟信号
采样是将连续的时间信号离散化，量化是将离散的信号值量化为有限个离散值，编码是将量化后的信号值转换为模拟信号
4
更小体积：随着集成电路技术的进步，数模与模数转换器在减小体积方面不断取得突破，以满足便携式设备的需求。
4
数模与模数转换器的设计
设计原则
01
精度：保证转换的准确性和精度
02
速度：满足系统实时性要求
03
功耗：降低功耗，提高能源效率
04
成本：在保证性能的前提下，降低成本
设计方法
01
确定转换器的类型和参数
4
数模与模数转换器：用于实现信号的实时处理，如音频、视频等实时信号处理领域。
发展趋势
1
更高精度：随着技术的进步，数模与模数转换器的精度不断提高，以满足更高要求的应用需求。
2
更低功耗：随着节能环保理念的普及，数模与模数转换器在降低功耗方面不断取得突破，以满足便携式设备的需求。
《数模和模数转换》课件
量化
将采样得到的样值进行量 化处理，将连续的模拟量 转化为离散的数字量。
编码
将量化后的数字量转换成 二进制或多进制的数字代 码。
ADC的分类
逐次逼近型ADC
逐次逼近型ADC采用逐次比较的 方法，将输入模拟信号与内部参 考电压进行比较，逐步逼近输入 信号的电压值。
并行比较型ADC
并行比较型ADC采用多个比较器 ，将输入模拟信号与多个参考电 压进行比较，以得到输入信号的 数字代码。
此外，新型封装技术的采用也将有助于减小转换器的尺寸。例如 ，采用球栅阵列封装(BGA)和晶片级封装(WLP)等新型封装技术 ，可以减小封装体积并提高集成度。
PART 05
总结
数模和模数转换的重要性和应用领域
01
重要性和应用领域
数模和模数转换是数字信号处理中的关键技术，广泛应用于通信、雷达
、音频处理、图像处理等领域。通过数模和模数转换，可以实现信号的
2023-2026
END
THANKS
感谢观看
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REPORTING
2023-2026
ONE
KEEP VIEW
《数模和模数转换》 PPT课件
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 数模转换器（DAC） • 模数转换器（ADC） • 数模和模数转换的应用 • 数模和模数转换的未来发展 • 总结
PART 01
数模转换器（DAC）
DAC工作原理
数字信号输入
将数字信号输入到DAC中。
PART 03
数模和模数转换的应用
音频处理
数字音频播放
将模拟音频信号转换为数字信号，通 过数字音频播放器进行播放，可以实 现更高质量的音频输出。
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一般把8位以下的ADC器件归为低分辨率ADC 器件；
9~12位的ADC器件称为中分辨率ADC器件；
13位以上的ADC器件称为高分辨率ADC器件。
如何选择
10位以下的ADC器件误差较大，11位以上 对 减 小 误 差 并 无 太 大 贡 献 ， 但 对 ADC 器 件 的 要求却提得过高。因此，取10位或11位是合适 的。由于模拟信号先经过测量装置，再经A/D 转换器转换后才进行处理，因此，总的误差是 由测量误差和量化误差共同构成的。
输入模拟电压 Vx 基准电源
积分器
比较器
时钟 转换开始
控制逻辑
计数器
转换结束
数字量输出
图9-3 双积分式模数转换器的组成框图
双积分式模数转换器优点
具有精度高、抗干扰能力强的特点，在实际工 程中得到了使用。
由于逐次逼近式模数转换技术能很好的兼顾速 度和精度，故在16位以下的模数转换器中得到 了广泛应用。
2、双积分式模数转换器的工作原理 双积分式模数转换器转换方法的抗干扰能力比 逐次逼近式模数转换器强。
该方法的基础是测量两个时间：
一个是模拟输入电压向电容充电的固定时间 另一个是在已知参考电压下放电所需的时间
模拟输入电压与参考电压的比值就等于上述两 个时间值之比。
双积分模数转换器的组成框图如图所示。
将模拟量转换为计算机能够识别处理的数字量，而后 再进行信号的传输、处理、存储、显示和控制。
同样，计算机控制外部设备时，如电动调节阀、 调速系统等，需要将计算机输出的数字信号变 换成外设能够接受的模拟信号。
将模拟量转换成数字量的器件称为模数转换器 （Analog to Digital Converter，ADC），也称 为A/D转换器或者ADC器件；
A/D转换器的精度应与测量装置的精度相匹配。
一方面要求量化误差在总误差中所占的比重要 小，使它不显著地扩大测量误差；
下面主要介绍逐次逼近式和双斜率积分式模数 转换器的工作原理。
1、逐次逼近式模数转换器的工作原理 逐次逼近式模数转换器电路框图如图所示。
Vx
＋
比较器
－
VC D/A转换
基准电源
SAR
数
字
输出
量
转换命令
时序及控制逻辑
状态线
图9-2 逐次逼近式模数转换器的工作原理
逐次逼近式模数转换器主要由逐次逼近寄存器 SAR、数字/电压转换器、比较器、时序及控 制逻辑等部分组成。
然后介绍模数转换器ADS7852与单片机的接口 方法及编程应用，介绍STC15F2K60S2单片机 片内集成模数转换模块的使用；
最后介绍数模转换器TLV5616与单片机的接口 方法及编程应用。
§9.1模数转换器的工作原理及性能指标
一、模数转换器的工作原理
根据转换的工作原理不同，模数转换器可以分 为计数-比较式、逐次逼近式和双斜率积分式。 计数-比较式模数转换器结构简单，价格便宜， 转换速度慢，较少采用。
模拟量 放大输出
图9-1 具有模拟量输入输出的单片机系统
传感器和变送器的区别
检测仪表在模拟电子技术条件下，一般是包括 传感器、检测点取样设备及放大器（进行抗干 扰处理及信号传输），当然还有电源及现场显 示部分（可选择）。
传感器是一种把非电量转变成电信号的器件。
电信号一般分为连续量、离散量两种，实际上 还可分成模拟量、开关量、脉冲量等。
分辨率越高，转换时对输入模拟信号变化的 反应就越灵敏。
例 如 ， 8 位 A/D 转 换 器 能 够 分 辨 出 满 刻 度 的 1/256，若满刻度输入电压为5V，则该8位A/D 转换器能够分辨出输入电压变化的最小值为 19.5mV。
分辨率常用A/D转换器输出的二进制位数表示。 常见的A/D转换器有8位、10位、12位、14位 和16位等。
如果Vx≥Vc，说明此位置“1”是对的，应予保留；如 果Vx<Vc，说明此位置“1”不合适，应予清除。
按该方法继续对次高位进行转换、比较和判断，决定 次高位应取“1”还是取“0”。
重复上述过程，直至确定SAR最低位为止。
该过程完成后，状态线改变状态，表示已完成一次完 整的转换，SAR中的内容就是与输入的模拟电压对应 的二进制数字代码。
数模转换器与模数转换器
随着数字电子技术及计算机技术的广泛普及与应用， 数字信号的传输与处理日趋普遍。
自然形态下的物理量多以模拟量的形式存在的，如温 度、湿度、压力、流量、速度等，实际生产、生活和 科学实验中还会遇到化学量、生物量（包括医学）等。
从信号工程的角度来看，要进行信号的计算机处理， 上述所有的物理量、化学量和生物量等都需要使用相 应的传感器，将其转换成电信号（称之为模拟量）
Vx
＋
比较器
－
VC D/A转换
基准电源
SAR
数
字
输出
量
转换命令
时序及控制逻辑
状态线
工作过程
当模数转换器收到“转换命令”并清除SAR寄存器后， 控制电路先设定 SAR中的最高位为 “1”，其余位为 “0”，此预测数据被送至D/A转换器，转换成电压Vc。
然后将Vc与输入模拟电压Vx在高增益的比较器中进行 比较，比较器的的输出为逻辑0或逻辑1。
将数字量转换成模拟量的器件称为数模转换器 （Digital to Analog Converter，DAC），也称 为D/A转换器。
以单片机为核心，具有模拟量输入和输出的应 用系统结构如图所示。
模拟电信号
信号 A/D 放大 转换器
单
非电信号 传感器
片
机
开关量输入
开关量输出
数字量显示 或通信
D/A 转换器
模拟信号一般采用4-20mA DC的标准信号传输。 数字化过程中，常常把传感器和微处理器及通 信网络接口封装在一个器件（称为检测仪表） 中，完成信息获取、处理、传输、存贮等功能。
在自动化仪表中经常把检测仪表称为变送器， 如温度变送器、压力变标；
二、模数转换器的性能指标
A/D转换器是实现单片机数据采集的常用外围 器件。A/D转换器的品种繁多，性能各异，在 设计数据采集系统时，首先碰到的问题就是如 何选择合适的A/D转换器以满足系统设计的要 求。
选择A/D转换器需要综合考虑多项因素，如系 统技术指标、成本、功耗、安装等。
1、分辨率
分辨率是A/D转换器能够分辨最小信号的能 力，表示数字量变化一个相邻数码所需输入 模拟电压的变化量。