数/模( D/A)和模/数(AlD)转换器
发布时间:2013/10/20 12:30:19 访问次数:1265
随着数字技术的迅速发展,FM25CL64-S尤其是计算机的普遍应用,模拟量和数字量之间的互相转换日趋广泛。众所周知,计算机所能接受和处理的信息是数字信号,而测量与控制的物理量往往是一些连续变化的模拟量,如温度、速度、压力、流量、位移等,这些模拟量经传感器变成相应的电压或电流等模拟信号。只有将这些模拟信号转换成数字信号,计算机才能对它们进行运算或处理,然后再将运算或处理结果转换成模拟信号,才能驱动执行机构以实现对被控制量的控制。把数字信号转换为模拟信号的电路称为数/模转换器,简称D/A转换器(DAC),而把模拟信号转换为数字信号的电路称为模/数转换器,简称A/D转换器(ADC)。数/模(D/A)和模/数(AlD)转换器实际上是计算机与外部设备之间的重要接口电路。本节介绍数/模和模/数转换的基本概念及一些典型转换电路的工作原理。
数/模(D/A)转换器(DAC)的任务是把输入数字量变换成为与之成一定比例的模拟量,按其结构可以分为4种:电压输出型、屯流输出型、视频型和对数型。
图9.2.1(a)是模/数转换器的示意图。
图中D表示n位并行输入的数字量,VA是输出模拟量,VREF是实现转换所必需的参考电压(或基准电压),它通常是一个恒定的模拟量,三者之间应该满足
VA =KD VREF (9.2.1)
式中K是常数,不同类型的DAC对应各自的K值。假设
式(9.2.3)说明了DAC的输人数字量和输出电压(模拟量)之间的关系。这种对应关系也可以用图9.2.1(b)表示。图中数字量的位数n-4。VISB是该DAC的最小输出电压,即当D=OOOl时的输出电压。如果把式(9.2.3)中的输出电压改成输出电流,则可得数字一电流(模拟量)转换的关系式或曲线。
DAC主要由数字寄存器、模拟电子开关、位权网络、求和运算放大器和基准电压(或恒流源)组成。根据实现D/A转换的位权网络不同,把DAC分成不同类型,例如全电阻网络DAC、T形电阻网络DAC、倒T形电阻网络DAC、电流激励型DAC、双极性转换DAC等。位权网络类型不同,但功能都是完成式(9.2.3)的转换,工作原理基本相同。下面以T形电阻网络DAC为例,讲述D/A转换的原理。
随着数字技术的迅速发展,FM25CL64-S尤其是计算机的普遍应用,模拟量和数字量之间的互相转换日趋广泛。众所周知,计算机所能接受和处理的信息是数字信号,而测量与控制的物理量往往是一些连续变化的模拟量,如温度、速度、压力、流量、位移等,这些模拟量经传感器变成相应的电压或电流等模拟信号。只有将这些模拟信号转换成数字信号,计算机才能对它们进行运算或处理,然后再将运算或处理结果转换成模拟信号,才能驱动执行机构以实现对被控制量的控制。把数字信号转换为模拟信号的电路称为数/模转换器,简称D/A转换器(DAC),而把模拟信号转换为数字信号的电路称为模/数转换器,简称A/D转换器(ADC)。数/模(D/A)和模/数(AlD)转换器实际上是计算机与外部设备之间的重要接口电路。本节介绍数/模和模/数转换的基本概念及一些典型转换电路的工作原理。
数/模(D/A)转换器(DAC)的任务是把输入数字量变换成为与之成一定比例的模拟量,按其结构可以分为4种:电压输出型、屯流输出型、视频型和对数型。
图9.2.1(a)是模/数转换器的示意图。
图中D表示n位并行输入的数字量,VA是输出模拟量,VREF是实现转换所必需的参考电压(或基准电压),它通常是一个恒定的模拟量,三者之间应该满足
VA =KD VREF (9.2.1)
式中K是常数,不同类型的DAC对应各自的K值。假设
式(9.2.3)说明了DAC的输人数字量和输出电压(模拟量)之间的关系。这种对应关系也可以用图9.2.1(b)表示。图中数字量的位数n-4。VISB是该DAC的最小输出电压,即当D=OOOl时的输出电压。如果把式(9.2.3)中的输出电压改成输出电流,则可得数字一电流(模拟量)转换的关系式或曲线。
DAC主要由数字寄存器、模拟电子开关、位权网络、求和运算放大器和基准电压(或恒流源)组成。根据实现D/A转换的位权网络不同,把DAC分成不同类型,例如全电阻网络DAC、T形电阻网络DAC、倒T形电阻网络DAC、电流激励型DAC、双极性转换DAC等。位权网络类型不同,但功能都是完成式(9.2.3)的转换,工作原理基本相同。下面以T形电阻网络DAC为例,讲述D/A转换的原理。
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