6—8 数模转换和模数转换（ 课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（劳动版）

1 6—8 数/模转换和模/数转换 1．理解数/模转换和模/数转换的概念。 2．了解数/模转换和模/数转换典型集成电路的功能和应用。 学习目标 2 6—8 数/模转换和模/数转换 汽车在工作过程中，经常需要通过传感器将速度、温度、压力等物理量转换为电信号，这些信号一般都是模拟信号。因此，人们在对这些信号处理时首先要把它们转换成数字信号，经过数字系统进行运算或处理后，还要将这些信号再次进行转换，恢复为模拟量，才能由执行元件去实现对实际模拟系统的控制。其原理框图如图所示。 自动控制系统原理框图 3 6—8 数/模转换和模/数转换 把数字信号转换为模拟信号的过程称为数/模转换，简称D/A转换。完成这一功能的电路称为数/模转换器，简称DAC。 把模拟信号转换为数字信号的过程称为模/数转换，简称A/D转换。完成这一功能的电路称为模/数转换器，简称ADC。 4 6—8 数/模转换和模/数转换 一、D/A转换器 二、A/D转换器 5 6—8 数/模转换和模/数转换 一、D/A转换器 D/A转换原理框图 1．D/A转换基本原理 在D/A转换过程中，输入的是二进制数字编码信号，它作为模拟开关信号，控制电阻网络进行译码，使电阻网络各个输出端输出的电流（或电压）大小与该位二进制数大小成正比，再求和放大，最后得到与输入的数字量成正比的模拟量电压uo，如图所示。 6 6—8 数/模转换和模/数转换 2．AD7520 D/A转换器 AD7520 D/A转换器是一种10位D/A转换器，具有输入阻抗高、输入电流小、转换速率高、失真度小及噪声低等优点。其外形和引脚排列如图所示，各引脚功能见表。 AD7520各引脚功能 AD7520 D/A转换器外形和引脚排列 a)外形 b)引脚排列 7 6—8 数/模转换和模/数转换 2．AD7520 D/A转换器 AD7520 D/A转换器典型应用电路如图所示。 AD7520 D/A转换器典型应用电路 8 6—8 数/模转换和模/数转换 二、A/D转换器 A/D转换原理框图 1．A/D转换基本原理 A/D转换是将电压模拟量转换为二进制数字编码信号的过程。其原理框图如图所示。 9 6—8 数/模转换和模/数转换 1．A/D转换基本原理 （1）取样 所谓取样，就是将一个在时间上连续变化的模拟量按同一个较短的时间间隔分隔成区块。图所示为取样原理示意图。 取样原理示意图 10 6—8 数/模转换和模/数转换 1．A/D转换基本原理 （2）保持 为了保证对每一个区块的准确取样，必须使得取样后的模拟信号保持短时间不变，直到下一个取样脉冲的到来。原取样电压被保持后变为如图所示的阶梯波。 经取样、保持后的阶梯波 11 6—8 数/模转换和模/数转换 1．A/D转换基本原理 （3）量化 经取样、保持后的阶梯波电压值，从理论上讲会有无数个，这些不同值的电压要依照大小分成若干个等级，这一过程称为量化。例如，一个最高电压是1 V的模拟信号用三位二进制数字转换时，其量化的方法见表。 （4）编码 编码是将量化后的电压用一个代码去表示。通常采用二进制编码。 量化电压与输出代码对照表 12 6—8 数/模转换和模/数转换 2．ICL7106 A/D转换器 ICL7106是较为常见的A/D转换器，它采用40脚双列直插式结构，其外形、引脚排列及引脚功能如图所示，工作电压为5～9 V。 ICL7106的外形、引脚排列及引脚功能 a）外形 b）引脚排列及引脚功 13 6—8 数/模转换和模/数转换 2．ICL7106 A/D转换器 ICL7106能将输入的模拟电压转换成3位半BCD码数字电平，并经内部译码后直接驱动七段液晶数字显示器显示，如图所示。 用ICL7106构成的3位半数字电压显示电路 $