10.2 模数转换技术（课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（铁道版）

10.2 模数转换技术 模拟（Analog）信号转换成数字（Digital）信号，简称为A/D转换。在很多系统中，A/D转换是不能缺少的重要组成部分，本节将介绍三种常用的D/A转换器。模数转换器是将输入的模拟信号转换成一组多位的二进制数字输出的电路，结构类型很多。常用的逐次逼近型模数转换器的分辨率较高、转换误差较低、转换速度较快，一般由顺序脉冲发生器、逐次逼近寄存器、数模转换器和电压比较器等几部分组成。 【例10.1】某3位并行A/D转换器，具有VR=+8V。对于图10-11给定的模拟输入电压，试决定输出数字量。 该转换器由切换开关、积分器、比较器、计数器和控制逻辑等电路组成。下面分析该转换器工作原理。 该转换器的工作原理分为两个阶段，第一阶段是定时积分阶段，第二阶段是定电压积分阶段。 定时积分阶段的工作情况如图10-14所示。 256个电阻组成的D/A转换器逐次输出电压与输入电压（Vin+－Vin－）进行比较以决定逐次近似寄存器中每一位数据的复位与保留。从MSB开始，在8次比较（64个时钟周期）后，8位二进制数据传送到输出锁存器中，同时 端输出低电平，表示转换完成。 若是把 端与 连接，同时 接低电平，则该转换器可以在不受外部信号的控制之下进行转换。 本章小结 自电子管ADC面世以来,经历了分立半导体、集成电路数据转换器的发展历程。ADC和DAC的生产已进入全集成化阶段,同时在转换速度和转换精度等主要指标上有了重大突破,还开发了一些具有与计算机直接接口功能的芯片。在集成技术中,又发展了模块、混合和单片机集成数据转换器技术。对高速ADC和 DAC的发展策略是在性能不受影响的前提下尽量提高集成度,为最终用户提供产品的解决方案。 对ADC和DAC的需求大量增加,而且要求性能指标有较宽覆盖面,以便适应不同场合应用的要求。ADC主要的应用领域不断拓宽,广泛应用于多媒体、通讯、自动化、仪器仪表等领域。对不同的领域的不同要求,例如接口、电源、通道、内部配置的要求,每一类ADC都有相应的优化设计方法;同时,用户不仅要考虑到ADC本身的工艺和电路结构,而且还应考虑到ADC的外围电路,如相应的信号调理电路等模拟电路的设计。 随着通信事业、多媒体技术和数字化设备的飞速发展,信号处理越来越趋向数字化,促进了高速DAC有了长足进步,牵动着DAC制造商研制出许多新结构、新工艺及各种特殊用途的高速DAC。高速DAC的应用领域主要有三个方面:数字化仪器,包括波形重建和任意波形发生器;直接数合成(DDS) ,包括接收器本机振荡器、跳频无线电设备、通信系统、正交调制(QAM)系统和雷达系统;图形显示系统,包括失量扫描和光栅扫描。 数据转换器技术是模拟信号和数字信号之间的重要桥梁,低电压、大电流、高效率、小尺寸、低成本是ADC /DAC转换器发展的趋势。同时, ADC /DAC转换器的效率和密度也在不断增加。除此以外,通信与网络设备的集成化趋势需要ADC /DAC转换器集成更多的功能,同时具有更宽的输出电压或多路输出。近年来转换器产品已达到数千种,ADC和DAC的市场呈稳步增长的发展趋势,它们在现代军用和民用电子系统中均显示出其重要性。 谢谢观看！ 祝同学们学习愉快！ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 $$