数模与模数转换
第8章 数模与模数转换
随着科学技术的迅速发展，尤其是在自动控制、自动检测通信等领域中，广泛采用数字电子计算机处理各种模拟信号，这样，必须先把这些模拟信号转换成相应的数字信号，计算机系统才能进行分析、处理，处理后的数字信号还需再转换为模拟信号才能实现对执行机构的控制。从模拟信号到数字信号的转换称为模—数转换，简写为A/D。把能完成A/D转换功能的电路称为模数转换器，简称为ADC（Analog to Digital Converter）。从数字信号到模拟信号的转换称为数—模转换，简写为D/A，把能完成D/A转换功能的电路称为数模转换器，简称DAC（Digital to Analog Converter）。模拟信号和数字信号之间的转换可用图8-1所示，由此可见，ADC和DAC就是连接模拟系统和数字系统的“桥梁”—接口电路。
图8-1 模拟信号与数字信号的转换过程
8.1 数模转换
数模转换的基本思想是，把数字量中的每一位代码按对应权的大小转换成相应的模拟量，这些模拟量之和与数字量成正比。
数模转换器由输入寄存器、电子模拟开关、解码网络、基准电压源和求和电路组成，其组成的方框图如图8-2所示。
图8-2 DAC构成框图
DAC电路的工作过程为：数字量以并行或串行方式输入并存储在输入寄存器中，寄存器输出的每位数码驱动对应数位上的电子模拟开关，解码网络就能获得相应的模拟量，再将这些模拟量送到求和电路相加即得到与数字量相对应的模拟量。
数模转换器按解码网络结构分为T形及倒T形电阻网络D/A转换器，权电阻网络D/A转换器，权电流D/A转换器等。按模拟开关电路的不同可分为CMOS开关型和双极开关型D/A转换器，下面介绍常见的两种即倒T形电阻网络型和权电流型D/A转换器。
8.1.1 倒T形电阻网络D/A转换器
1.电路组成
如图8-3所示为4位倒T型电阻网络D/A转换器，它是由电阻译码网络、模拟电子开关和运算放大器三部分组成。
图8-3 倒T型电阻网络DAC
电阻译码网络由R和2R组成，呈倒T型结构，这种结构的特点是从每个节点向左看，它的等效电阻值均为R。运算放大器近似看成理想放大器，即它的开环放大倍数为无穷大，输入电阻为无穷大，输出电阻为零。Rf跨接在它的输出端和反相输入端形成负反馈，运算放大器和Rf构成求和电路。
2.工作原理
模拟电子开关S0—S3分别由输入的二进制数码D0—D3控制。当Di=1时，Si接运算放大器反相端（即虚地），电流iτ流入求和电路；当Di=0时，Si接运算放大器同相端（即接地端）。因此不论输入的数码Di状态如何，电子开关都可看作接零电位。而根据电阻解码网络结构的特点，从每个节点向左看的等效电阻均为R，因此，基准电源接供的电流RUIREF，电流I流进节点后均分为两路相等的电流，由此可推断出流过模拟开关S3、S2、S1、S0的电流分别为I/2、I/4、I/8和I/16。
而由于电子开关受二进制数码Di控制，可推断出流入运算放大器反相端的总电流iΣ为
)DDDD(RUIDIDIDIDiΣ13223140REF0123222216842 （8-1）
这个电流iΣ流进运算放大器，根据虚短及虚断概念，可推断出U0=－iΣRf，取Rf=R时，
可得出 )DDDD(UU001122334REF022222 （8-2）
由此可见，输出的模拟电压U0与输入的二进进数码Di成正比。从而实现了模数转换。
3.特点
这种电路工作时，在前一位二进制数码切换到后一组二进制数码时，各位数码对应的电流同时直接到达集成运放的输入端，这样即能提高转换速度，又减小了动态过程中输出端的尖峰效应。常见的CMOS开关倒T形电阻网络D/A转换且有AD7520（10位）、DAC1210（12位）、AK7546（16位高精度）等。
在讨论倒T形电阻网络D/A转换器时，忽略了模拟电子开关的导通电阻，而实际中电子开关都存在一定的导通电阻，且各导通电阻又不会完全相同，这样势必会引起转换误差。为提高转换精度，可采用权电流型D/A转换器。
8.1.2权电流型D/A转换器
1．电路组成
4位权电流型D/A转换器如图8-4所示。这种电路用一组恒流源代替T型电阻网络，恒流源的电流值（即权电流值）从高位到低位依次为I/2、I/4、I/8和I/16，由于采用了恒流源，各支路电流的大小不受电子开关导通电阻的影响，从而提高了转换精度。
图8-4 权电流型D/A转换器
2．工作原理
当输入二进制数码Di=1时，对应的电子开关Si接运算放大器的反相输入端，相应的权电流流入求和电路；当Di=0时，Si相应接地。因此，输出电压为
)2222(2)16842(00112223402310DDDDRIDIDIDIDIRiRU1
(8-3)
即输出模拟电压与输入的二进制数码成正比。
3.恒流源电路
恒流源电路的结构如图8-5所示，由电路可分析出
REFEBEBIRUUUI （8-4）
图8-5权电流型D/A转换器中的恒流源
即只要在电路工作时，能保证UB和UE恒定，则三极管的集电极电流Ii也基本保持恒定。
4．特点：
权电流D/A转换器具有较高的转换精度，同时由于采用高速电子开关，还具有较快的转换速度。目前常用的单片集成权电流D/A转换器有AD1408、DAC0806、DAC0808等。
8.1.3 D/A转换器的主要技术指标
1．分辨率
分辨率是用于表征D/A转换器对输入微小量变化敏感程度的。可以从两个方面来描述。第一种是分辨率用D/A转换器输入二进制的位数给出，在n位D/A转换器中，输出的模拟电压应能区分出输入代码从00……00到11……11全部2n个不同状态给出的2n个不同等级的输出模拟电压。第二种是用D/A转换器的最小输出电压（对应的输入数字量只有最低有效位为1，其余为0）与最大输出电压（对应的输入数字量所有有效位全为1）之比来表示。
对于n位D/A转换器分辨率可表示为121n。分辨率与D/A转换器的位数有关，位数越多，能分辨的最小输出电压变化量就越小。
2．转换误差
转换误差是指输入模拟电压的实际值与理想值之差。转换误差是由于D/A转换器中各种元件参数值存在误差如基准电压偏离标准值，运算放大器的零点漂移，模拟开关的压降等原因而引起的。
转换误差通常用输出电压满刻度的百分数表示，也可用最低有效位LSB的倍数表示。例某8位D/A转换器，UREF=5V，转换误差为LSB21，这说明输出电压的绝对误差等于输入为二进制数00000001时输出电压的一半，即
9.77mV25V212218nREFU
若输入为二进制数10000000（128D），则输出电压为9.77mV2.5。
一般我们用分辩率和转换误差综合描述D/A转换器的转换精度。分辩率是D/A转换器在理论上可以达到的精度；考虑到转换误差，就是实际的精度。
3．建立时间
建立时间是用来定量描述D/A转换器的转换速度的。
当D/A转换器输入的数字量发生变化时，输出的模拟量必须要经过一定的时间才达到所对应的量值。建立时间定义为从输入的数字量发生突变开始，直到输出电压进入与稳态值相差LSB21时所需要的时间来描述。目前在不包含运算放大器的单片集成D/A转换器中建立时间最短可达到0．1μs以内，在包含运算放大器的集成D/A转换器中，建立时间最短也可达1．5μs以内。
8.1.4 D/A转换器的应用
单片集成D/A转换器按其内部电路结构可分两大类：一类只集成了电阻网络（或恒流源网络）和电子开关；另一类还包含运算放大电路。按数字量输入方式分并行输入和串行输入两类，下面以单片集成D/A转换器DAC0832为例，说明其内部结构及应用。
1．内部结构和引脚功能
DAC0832是一个8位D/A转换器芯片，单电源供电，从+5V～+15V均可正常工作。内部无基准电压源，需外接基准电压源。基准电压的范围为±10V，电流建立时间为1μs，输出为电流形式，要获得模拟点电压输出，需外接运算放大器。CMOS工艺，低功耗20mW，基内部结构如图8．6所示。它由1个8位输入寄存器，1个8位DAC寄存器和1个8位D/A转换器组成，引脚排列如图8-7所示。
该D/A转换器为20引脚双列直插式封装，各引脚含义如下：
（1）D7～D0—转换数据输入；
（2）CS—输入寄存器选择信号，低电平有效；
（3）ILE—数据锁存允许信号，高电平有效；
图8-6 DAC0832内部结构 图8-7 DAC0832引脚图
（4）1WR—输入寄存器写选通信号，低电平有效，该信号与XFER信号共同控制输入寄存器，是数据直通方式还是数据锁存方式：当ILE=1和0XFER时，为输入寄存器直通方式；当ILE=1和1WR1时，为输入寄存器锁存方式；
（5）2WR—DAC寄存器写选通信号，低电平有效，该信号与信号合在一起控制DAC寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当0WR2和0XFER时，为DAC寄存器直通方式；当1WR2和0XFER时，为DAC寄存器锁存方式；
（6）XFER—数据传送控制信号，低电平有效；
（7）Iout1—电流输出“1”，当数据为全“1”时输出电流最大；为全“0”时输出电流最小；
（8）Iout2—电流输出“2”；
DAC转换器的特性之一是Iout1+ Iout2=常数
（9）Rf—反馈电阻端，在芯片内部与Iout1端已接有一个15KΩ的电阻，此端与外部运算放大器输出相连接。
（10）UREF—基准电压，是外加高精度电压源，与芯片内的电阻网络相连接，该电压可正可负，范围为－10V～+10V； （11）DGND—数字信号地，数字电路公共端与之相连，数字地与模拟地之间应仅在一点上相连接，否则会引起干扰；
（12）AGND—模拟信号地，模拟电路公共端与此点相连。
2．DAC0832工作方式
DAC0832利用1WR、2WR、ILE、XFER控制信号可以构成三种不同的工作方式：
（1）直通方式—1WR=2WR=0时，数据可以从输入端经两个寄存器直接进入D/A转换器；
（2）缓冲方式—两个寄存器之一始终处于直通，即1WR=0或2WR=0，另一个寄存器处于受控状态；
（3）缓冲方式—两个寄存器均处于受控状态，这种工作方式适合于多模拟信号同时输出的应用场合。
3．DA0832的双极性输出应用
D/A转换器的输出电压U0与输入数字量D之间的关系为
DUUnREF02 （8-5）
由此可见，输出电压的极性取决于基准电压的极性，当UREF极性不变时，只能获得单极性的模拟电压输出。我们可以通过一定的电路结构可实现双极性输出。
数模转换器和模数转换器实验报告材料
数模转换器和模数转换器实验报告材料
一、实验目的
1.学习和掌握数模转换器和模数转换器的原理和工作方式；
2.了解数模转换器和模数转换器在各种应用领域的具体应用；
3.掌握数模转换器和模数转换器的实际测量方法和数据处理。
二、实验器材和原理
1.数模转换器（DAC）：将数字信号转换为模拟信号。它可以将二进制数字信号转换为连续的模拟信号，并且可以根据控制信号的不同而输出不同的电压或电流；
2.模数转换器（ADC）：将模拟信号转换为数字信号。它能够实时取样模拟信号，并将其转换为对应的数字信号；
3.示波器：用于观测和显示信号波形；
4.信号发生器：用于产生输入信号。
三、实验过程
1.数模转换器实验：
（1）将示波器的X轴连接到数模转换器的数字输入端，Y轴连接到模拟输出端；
（2）通过示波器上的控制按钮，调整示波器显示的方式，使其能够显示数模转换器输出的模拟信号波形； （3）使用信号发生器产生不同频率的正弦信号，并通过数模转换器将其转换为模拟信号；
（4）观察和记录示波器上显示的模拟信号波形，并进行分析和比较。
2.模数转换器实验：
（1）将信号发生器的输出连接到模数转换器的模拟输入端；
（2）调整信号发生器的频率和幅度，产生不同的模拟信号；
（3）将模拟信号输入到模数转换器中，并观察和记录模数转换器输出的数字信号；
（4）使用示波器观测和记录模数转换器输出的数字信号波形，并进行分析和比较。
四、实验结果和数据处理
1.数模转换器实验结果：
根据示波器显示的模拟信号波形，可以观察到数模转换器能够将输入的数字信号转换为连续的模拟信号，并且输出的模拟信号的波形与输入信号的波形一致。
2.模数转换器实验结果：
根据示波器显示的数字信号波形，可以观察到模数转换器能够将输入的模拟信号实时取样并转换为对应的数字信号。对于不同频率和幅度的输入信号，模数转换器能够正确地输出对应的数字信号。
五、实验结论 数模转换器和模数转换器是将数字信号和模拟信号相互转换的重要器件。数模转换器能够将数字信号转换为连续的模拟信号，模数转换器能够将模拟信号实时取样并转换为对应的数字信号。通过实验，我们验证了数模转换器和模数转换器的工作原理并观察到了它们的实际效果。在实际应用中，数模转换器和模数转换器广泛应用于音频和视频设备、通信系统、工业自动化、仪器仪表等领域。
电路中的模数转换与数模转换
电路中的模数转换与数模转换
在电路中，模数转换和数模转换是非常重要的概念。它们分别指的是将模拟信号转换为数字信号和将数字信号转换为模拟信号的过程。
首先，让我们来了解一下什么是模拟信号和数字信号。模拟信号是连续变化的信号，可以取任何值，例如声音、光线、温度等。而数字信号是离散的信号，只能取有限个特定的值，通常用0和1表示。数字信号常用于计算机和通信系统中，因为它们易于处理和传输。
模数转换是指将模拟信号转换为数字信号的过程。这个过程通常由模数转换器（ADC）完成。ADC将连续的模拟信号按照一定的采样率进行采样，并将每个采样点的模拟值转换为对应的数字值。这些数字值可以代表模拟信号的幅度、频率等信息。模数转换的精度取决于ADC的位数，位数越高，转换精度越高。
模数转换在很多领域中发挥着重要作用。例如，音频系统中的模数转换用于将声音信号转换为数字信号，以便在计算机中进行音频处理和存储。在医疗设备中，模数转换被用来测量生理信号，如心电图、血压等。在工业控制系统中，模数转换被用来监测和控制各种物理量，如温度、湿度、压力等。
接下来，让我们来谈谈数模转换，它是将数字信号转换为模拟信号的过程。数模转换通常由数模转换器（DAC）完成。DAC接收一串二进制数字，并将其转换为对应的模拟值。数模转换的精度也取决于DAC的位数，位数越高，转换精度越高。 数模转换常用于数字系统与模拟设备之间的接口。例如，在音频系统中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号，以便输出到扬声器中。在图像系统中，数模转换器将数字图像信号转换为模拟图像信号，以便输出到显示屏上。
除了模数转换和数模转换，还有一些相关的概念值得一提。一个是采样率，它表示模拟信号的采样频率。采样率越高，可以获取到更多的模拟信号细节，但也会增加处理和存储的成本。另一个是量化误差，它表示模拟信号与转换后的数字信号之间的差异。量化误差取决于ADC或DAC的精度，以及信号的动态范围。
数模转换与模数转换
数模转换与模数转换
数模转换（Digital-to-Analog Conversion，简称DAC）和模数转换（Analog-to-Digital Conversion，简称ADC）是数字信号处理中常用的两种信号转换方法。数模转换将数字信号转换为模拟信号，而模数转换则将模拟信号转换为数字信号。本文将就数模转换和模数转换的原理、应用以及未来发展进行探讨。
一、数模转换（DAC）
数模转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。在数字系统中，所有信号都以离散的形式存在，如二进制码。为了能够将数字信号用于模拟系统中，需要将其转换为模拟信号，从而使得数字系统与模拟系统能够进行有效的接口连接。
数模转换的原理是根据数字信号的离散性质，在模拟信号上建立相似的离散形式。常用的数模转换方法有脉冲幅度调制（Pulse Amplitude
Modulation，简称PAM），脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）和脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，简称PPM）等。这些方法根据传输信号的不同特点，在转换过程中产生连续的模拟信号。
数模转换在很多领域有广泛应用。例如，在音频领域，将数字音频信号转换为模拟音频信号，使得数字音频可以通过扬声器播放出来。另外，在电信领域，将数字信号转换为模拟信号后，可以用于传输、调制解调、功率放大等过程。 二、模数转换（ADC）
模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。模拟信号具有连续的特点，而数字系统只能处理离散的信号。因此，当需要将模拟信号用于数字系统时，就需要将其转换为数字形式。
模数转换的原理是通过采样和量化来实现。采样是将模拟信号在时间上进行离散化，而量化是将采样信号在幅度上进行离散化。通过这两个过程，可以将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
模数转换在很多领域都有应用。例如，在音频领域，将模拟音频信号转换为数字音频信号，使得音频信号可以被数字设备处理和存储。另外，在测量领域，模数转换可以将物理量的模拟信号转换为数字信号，用于精确测量和数据分析。
什么是数模转换和模数转换
什么是数模转换和模数转换
1. 引言
在现代科技和通信领域中，数模转换（Digital-to-Analog Conversion）和模数转换（Analog-to-Digital Conversion）是非常重要的概念。它们在各种应用中起着至关重要的作用，如音频处理、图像处理、数据转换等。本文将介绍数模转换和模数转换的定义、原理和应用。
2. 数模转换
数模转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。数字信号是以离散的二进制形式表示的信号，而模拟信号是连续变化的信号。通过数模转换，我们可以将数字信号转换为模拟信号，以便于在模拟领域进行进一步的处理和分析。
数模转换的原理是通过采样和保持、量化和编码三个步骤实现的。首先，采样和保持将连续的模拟信号转换为离散的采样信号。然后，量化将采样信号的幅度离散化为一系列的取值。最后，编码将离散化后的采样信号转换为二进制代码，以便进行数字信号处理。
数模转换广泛应用于音频和视频领域。例如，在音频播放器中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟信号，使得我们可以聆听到高质量的音乐。同时，在数字电视中，数模转换器将数字视频信号转换为模拟视频信号，使得我们可以观看高清晰度的电视节目。
3. 模数转换 模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是以离散的二进制形式表示的信号。通过模数转换，我们可以将模拟信号转换为数字信号，以便于在数字领域进行处理和存储。
模数转换的原理是通过采样和量化两个步骤实现的。首先，采样将连续的模拟信号转换为离散的采样信号。然后，量化将采样信号的幅度离散化为一系列的取值。最终，将离散化后的采样信号转换为二进制代码，以表示数字信号。
模数转换在通信领域和数据存储领域得到广泛应用。例如，在手机通信中，模数转换器将人的声音转换为数字信号，以便于在网络中传输。同样地，在数字存储设备中，模数转换器将模拟数据（如声音、图像等）转换为数字数据，以便于存储和处理。
什么是电路中的数模转换和模数转换
什么是电路中的数模转换和模数转换
电路中的数模转换和模数转换是指将数字信号和模拟信号互相转换的过程。在现代电子设备和通信系统中，这两种转换方式起着至关重要的作用。
1. 数模转换：
数模转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。在数字电路中，所有信息都以二进制形式表示，通过数模转换可以将数字信号转换为模拟电压、电流或其他模拟形式的信号。常见的数模转换器是数字到模拟转换器（DAC），它将数字信号转换为模拟信号的输出。
数模转换器通常由一个数字输入和一个模拟输出组成。数模转换器的输入可以是数字编码、数字信号或数字数据，输出信号则是连续的模拟波形。在数模转换的过程中，数字信号经过采样和量化，然后根据一定的规则转换为相应的模拟信号。
数模转换在诸多应用中发挥着重要的作用，如音频和视频处理、通信系统中的调制解调器等。通过数模转换，数字信号能够在模拟电路中进行处理和传输，实现数字与模拟信号之间的无缝衔接。
2. 模数转换：
模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。在大部分现代电子设备中，数字信号更易于处理和存储，因此需要将模拟信号转换为数字信号以进行后续处理。模数转换器（ADC）是常见的模数转换设备，它将模拟信号转换为离散的数字化信号。 模数转换器通常包含一个模拟输入和一个数字输出。在模数转换的过程中，连续的模拟波形被分段采样，然后经过量化，最终转换为离散的数字信号。适当的采样频率和精度可以确保模拟信号在数字化后能够保持较高的还原度。
模数转换在许多领域中被广泛使用，如音频和视频编码、传感器信号处理、通信系统中的调制解调器等。通过模数转换，模拟信号可以被数字电路准确地表示和处理，实现了数字系统对模拟信号的感知和操作。
总结：
数模转换和模数转换是电路中常见的信号转换方式，它们相互补充，使得数字和模拟信号能够在电子设备和通信系统中相互转换。数模转换将数字信号转换为模拟信号，模数转换则将模拟信号转换为数字信号。这两种转换方式的应用广泛，并在现代电子技术中扮演着重要的角色。通过了解和应用数模转换和模数转换，我们可以更好地理解电子设备和通信系统的工作原理，为其设计和优化提供技术支持。
模数转换和数模转换
- 1 - 模数转换和数模转换
模数转换是指把模拟信号转换为数字信号的过程。这个过程中，模拟信号被采样，量化和编码成数字信号。
采样是指在时间上对模拟信号进行离散化，常见的采样方式有时间采样和空间采样。
量化是指将连续的模拟信号离散化为有限个离散值。量化的精度越高，数字信号的质量就越好。
编码是指将量化后的数字信号转换为二进制码，通常使用的编码方式有脉冲编码调制（PCM）、差分脉冲编码调制（DPCM）和自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）等。
数模转换是指把数字信号转换为模拟信号的过程。这个过程中，数字信号被解码为模拟信号，然后经过重构滤波器得到连续的模拟信号。
数模转换的解码过程包括去编码、去量化和去采样三个过程，它们的顺序和编码过程相反。
重构滤波器是数模转换中非常重要的部分，它的作用是将数字信号还原为连续的模拟信号。常用的重构滤波器有理想重构滤波器、线性重构滤波器和最小均方误差重构滤波器等。
模数转换和数模转换是数字信号处理中非常重要的基本操作，它们在音频处理、视频处理、通信系统等各个领域都有广泛的应用。
【精品】数模转换与模数转换
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑. 【关键字】精品
第7章 数-模转换与模-数转换
第1讲 数-模转换
一、教学目的：
1、 数模转换的基本原理。
2、 理解常见的数模转换电路。
3、 掌握数模转换电路的主要性能指标。
二、主要内容：
1、数模转换的定义及基本原理
2、权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数
3、DAC主要性能指标
三、重点难点：
权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数。
四、课时安排： 2学时
五、教学方式： 课堂讲授
六、教学过程设计
复习并导入新课：
新课讲解：
[重点难点]
权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数，逐次逼近型A/D转换器、双积分型A/D转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数。
[内容提要]
本章介绍数字信号和模拟信号相互转换的基本原理和常见转换电路。
必要性与意义：自然界中，许多物理量是模拟量，电子系统中的输入、输出信号多数也是模拟信号。而数字系统处理的数字信号却具有抗干扰能力强、易处理等优点；利用数字系统处理模拟信号的情况也越来越普遍。由于数字系统只能对数字信号进行处理，因此要根据实际情况对模拟信号和数字信号进行相互转换。
随着计算机技术和数字信号处理技术的快速发展，在通信、自动控制等许多领域，常常需要将输入到电子系统的模拟信号转换成数字信号后，再由系统进行相应的处理，而数字系统输出的数字信号，还要再转换为模拟信号后，才能控制相关的执行机构。这样，就需要在模拟信号与数字信号之间建立一个转换接口电路—模数转换器和数模转换器。
A/D转换定义：将模拟信号转换为数字信号的过程称为模数转换（Analog to Digital），或A/D转换。能够完成这种转换的电路称为模数转换器（Analog Digital Converter），简称文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
第九章数模（DA）和模数（AD）转换电路
1 第九章 数模（D/A）和模数（A/D）转换电路
一、 内容提要
模拟信号到数字信号的转换称为模—数转换，或称为A/D（Analog to
Digital），把实现A/D转换的电路称为A/D转换器（Analog Digital Converter ADC）；
从数字信号到模拟信号的转换称为D/A（Digital to Analog）转换，把实现D/A转
换的电路称为D/A转换器（ Digital Analog Converter DAC）。ADC和DAC是沟通
模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。
二、 重点难点
本章重点内容有：
1、D/A转换器的基本工作原理（包括双极性输出），输入与输出关系的定
量计算；
2、A/D转换器的主要类型（并联比较型、逐次逼近型、双积分型），他们
的基本工作原理和综合性能的比较；
3、D/A、A/D转换器的转换速度与转换精度及影响他们的主要因素。
三、本章习题类型与解题方法
DAC 网络DAC权电阻
ADC 直接ADC
间接ADC 权电流型DAC
权电容型DAC
开关树型DAC 输入/输出方式
并行
串行 倒梯形电阻网络DAC 2 这一章的习题可大致分为三种类型。第一种类型是关于A/D、D/A转换的基
本概念、转换电路基本工作原理和特点的题目，其中包括D/A转换器输出电压
的定量计算这样基本练习的题目。第二种类型是D/A转换器应用的题目，这种
类型的题目数量最大。第三种类型的题目是D/A转换器和A/D转换器中参考电
压V
REF稳定度的计算，这种题目虽然数量不大，但是概念性比较强，而且有实
用意义。
（一）D/A转换器输出电压的定量计算
【例9 -1】图9 -1是用DAC0830接成的D/A转换电路。DAC0830是8位二进制
输入的倒T形电阻网络D/A转换器，若
REFV=5 V，试写出输出电压
2OV的计算公
式，并计算当输人数字量为0、1
2n
(7
2)和2n
-1(8
模数、数模转换及其应用论文
模数、数模转换及其应用
摘要：随着电子技术的迅速发展以及计算机在自动检测和自动控制系统中的广泛应用，利用电子系统处理模拟信号的情况变得更加普遍。数字电子计算机所处理的都是不连续的数字信号，而实际遇到的大都是连续的模拟量，模拟量经过传感器转换成电信号的模拟量后，需经过模/数转换变成数字信号后才可输入到数字系统中进行处理和控制。同时，往往还要求将处理后得到的数字信号再经过数/模转换成相应的模拟信号，作为最后的输出。模数、数模转换建立在各种转换电路的基础上，并且不断改进模数、数模转换器的转换精度与转换速度。模数、数模转换技术在工业中有着重要的应用。
关键字：电子系统 模数转换器 数模转换器 转换技术的应用
Digital to analog、digital to analog conversion and its application
Abstract: With the rapid development of electronic technology and computer in
the automatic detection and automatic control system in the broad application,
the use of electronic system for processing analog signal conditions become
more common. Digital electronic computer processing are not continuous digital
signal, but actually encountered mostly continuous analog, analog quantity
sensor is converted into electrical signals by analog, after A / D conversion
模数转换与数模转换电路问答
模数转换与数模转换电路问答
No. 001 Σ-Δ型模数转换器与传统的A/D转换器有什么差别？
Σ-Δ型模数转换器由Σ-Δ调制器和数字抽取滤波器组成，Σ-Δ调制器量化对象不是传统A/D转换器中信号采样点的幅值，而是相邻两个采样点幅值之间的差值，并将这种值编码为1位的数字信号输出；数字抽取滤波器则具有数字抽取（重采样）和低通滤波的双重功能。它和传统滤波器最大的差别在于：传统的A/D转换器可以多个通道模拟信号输入共用一个转换器，而Σ-Δ型模数转换器是一个通道一个转换器，传统的A/D转换器每一通道的前端都需要一个抗混叠滤波器，而Σ-Δ型模数转换器因其数字抽取滤波器具有低通滤波功能而避免了混叠失真，所以不需要此器件。
No. 002 I2C接口9通道14位电流DAC MAX5112的性能如何？
MAX5112是一款14位、9通道电流输出数/模转换器（DAC）（见图1）。该器件工作在低至3.0V电源，并提供14位的性能，而无需任何调整。
图1 MAX5112的内部功能框图
器件输出范围优化用于偏置大功率可调节激光源，9个通道中每一路都带有电流源。并行连接DAC输出可获得额外电流或更高的分辨率。器件包含内部基准。
I2C兼容接口能够以高达400MHz的时钟速率驱动器件，通过高电平有效的异步CLR输入能够将DAC复位至0，无需使用串口。器件为驱动接口逻辑电路提供独立的电源输入。
MAX5112工作在-40℃～+105℃温度范围，提供3mm×3mm、36焊球WLP和5mm×5mm、32引脚TQFN封装。
MAX5112的特点和优势：
● 低至3.0V的供电电压
● 集成多路复用器用于输出1和输出2
● 并行连接输出可增大电流或提高分辨率
● I2C兼容串行接口
● 内部基准
● 过热保护
● -40℃～+105℃温度范围
● 提供36焊球WLP或32引脚TQFN封装
No. 003 A/D前都需要加抗混叠滤波器吗？