第十章　数模转换和模数转换(课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（大连理工版）

10.2 数模转换 10.1 数模转换与模数转换 目 录 10.3 模数转换 绩效概述 绩效管理 绩效管理实施过程 KPI与BSC 第 页 第十章　数模转换和模数转换 计算机以及数字电路处理的信息都是数字量(Digital，简称 D)，而实际中的物理量大多数为模拟量(Analog，简称 A)，如温度、压力、电流、电压等。处理这些物理量时需要将它们转换为数字量，处理完成后得到的结果又需要从数字量转换为模拟量。实现将模拟量转换为数字量的器件称为模数转换器(或写作 A/D 转换器，简称 ADC)；实现将数字量转换为模拟量的器件称为数模转换器(或写作 D/A 转换器，简称 DAC)。A/D 转换和 D/A 转换如图所示。 10. 1. 1 数模转换与模数转换概述 数字量与模拟量的相互转换 第十章　 数模转换和模数 转换 10.1 数模转换与模数转换 图为电热炉炉温控制系统框图。它广泛地应用于石油、化工、钢铁、汽车、医药、电力、煤炭和轻工等领域。 电热炉的炉温通过温度检测元件后放大，经 A/D 送至 CPU。CPU 对炉温的控制信号经 D/A 转换后，改变加在电热炉电阻两端的电压，从而改变炉内的温度。这样就实现了炉温的自动控制。 10.1.2　数模转换与模数转换应用 电热炉炉温控制系统框图 第十章　 数模转换和模数 转换 10.1 数模转换与模数转换 数字通信中首先将模拟信号转换为数字信号，进行脉冲编码发射出去，在接收端将接收到的数字信号再恢复为模拟信号。 数模转换在自动化控制系统中的应用实例如图所示。 数模转换应用实例 10.2 数模转换 第十章　 数模转换和模数 转换 D/A转换器就是将输入的数字量转换为模拟量输出。 将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。图所示为数模转换原理图。 数模转换原理图 10.2.1　基本概念 D/A转换器的输入二进制数与输出电压的对应关系为： UREF：参考电压，即转换器输出的最高电压； N ：输入数字量的位数； n：实际输入的二进制数。 10.2 数模转换 第十章　 数模转换和模数 转换 10.2.2　典型集成数模转换电路引脚的功能及应用 D/A转换器的种类很多，DAC0832是8位的 CMOS型号 D/A 转换器。DAC0832 芯片带有两个寄存器，即输入寄存器和一个8位 DAC寄存器。输入寄存器接收输入数字信号，经 DAC寄存器送 D/A转换电路进行数模转换。 10.2 数模转换 第十章　 数模转换和模数 转换 模数转换亦称模拟-数字转换，与数/模转换相反，是将连续的模拟量(如电压、电流等)通过取样转换成离散的数字量。例如，对图像扫描后，形成像元列阵，把每个像元的亮度(灰阶)转换成相应的数字表示，即经模/数转换后，构成数字图像。通常有电子式模/数转换和机电式模/数转换二种。在遥感中常用于图像的传输、存储以及将图像形式转换成数字形式的处理，就是模数转换技术的典型应用。 数模转换在自动化控制系统中的应用实例如图所示。 模数转换应用实例 10.3 模数转换 第十章　 数模转换和模数 转换 A/D 转换器的功能就是将模拟量量化，用N 位二进制数或BCD 码表达出来，如图所示为模数转换的原理图。 模数转换原理图 模数转换的基本概念 10.3 模数转换 第十章　 数模转换和模数 转换 【例10-2】 A/D转换器的位数。 A/D转换器的位数有二进制位数和十进制位数两种。二进制位数有：4位、8位、12位、16位；十进制位数有 10.3 模数转换 第十章　 数模转换和模数 转换 如图所示为 位数字万用表，表示共有4位十进制数输出，其中后三位用0~9整位显示，最高位只有0和1两个数字显示，俗称“半位”或“ ”。3 数字万用表最大输出数值为“1999”。 一般的 A/D转换过程包括：取样、保持、量化和编码四个步骤。图所示为模数转换的一般步骤。 模数转换的一般步骤 10.3 模数转换 第十章　 数模转换和模数 转换 模拟电子开关 S在采样脉冲CPS 的控制下重复接通、断开的过程。S接通时，ui(t)对C 充电，为采样过程；S 断开后，C 上的电压保持不变，为保持过程；在保持过程中，采样的模拟电压经数字化编码电路转换成一组 n 位的二进制数输出。 10.3 模数转换 第十章　 数模转换和模数 转换 1.D/A 转换器和 A/D 转换器是实现模拟电路和数字电路相互转换的桥梁，是重要的接口电路。在计算机控制、快速检测和信号处理等系统中的应用日益广泛。 2.D/A转换器的功能是将输入的二进制数字