AD精选高速数模转换器中文
AD76816-Bit高速数模转换器
特性
刷新率：30MSPS
分辨率：16-Bit
线性度:1/2LSBDNL@14Bits
1LSBINL@14Bits
最快建立时间：
满量程25ns,精度0.025%
SFDR@1MHz 输出:86dBc
THD@1MHz 输出:71dBc
低干扰脉冲:35pV-s
功率消耗:465mW
片上基准源：2.5V
边沿触发锁存器
乘法参考能力
应用
任意波形发生器
通信波形重建矢量图形显示
产品描述
AD768是16-Bit高速数模转换器（DAC ）提供优良的交流和直流性能。AD768是ADI公司的先进双极CMOS制造（abcmos ）处理，结合双极晶体管的速度，激光微调薄膜电阻的精度和有效CMOS逻辑。一个分段电流源架构与专有开关技术相结合，以减少毛刺能量来获得最大化的动态精度。边沿触发输入锁存器和一个温度补偿的带隙基准源已集成，提供一个完整的单片DAC解决方案。
AD768是电流输出DAC标称满量程输出电流20mA和一个1K :的输出阻抗。差分电流输出提供支持单端或差分应用。电流输出可以绑接输出电阻提供电压输出，或连接到高速放大器的求和点提供一个缓冲电压输出。同时，差分输出可以连接到变压器或差分放大器。
片上基准源和控制放大器配置为最大的准确性和灵活性。AD768可以通过芯片上的基准源
或由一个外部基准电压基于一个外部电阻的选择驱动。外部电容器允许用户优化变换参考带宽和噪声性能。
AD768采用土5V电源运行，典型的消耗功率465毫瓦。该芯片采用28引脚SOIC封装,规定
工作在工业温度范围。
产品亮点
1、低干扰和快速建立时间提供杰出的波形重建或数字动态性能合成的要求，包括通信。
2、A D768优良的直流精度使得它适合高速A/D转换应用。
3、温度补偿，包括片上2.5V带隙基准。
4、允许的参考同一个外部电阻器使用电流输入。外部基准也可以使用。
5、A D768电流输出可单独使用或差分，无论是负载电阻，外部运算放大器求和点或变压器。
6、适当选择一个外部电阻和补偿电容允许用户优化AD768的参考标准和目标带宽应用。
AD768 技术参数仃MINt°TMAX,VDD=+5.°V,VEE=-5.°V,LADC°M,REFC°M,DC°M=°V,IREFIN=
5mA,CLOCK=10M Hz, unlessotherwisenoted)
说明：
1、I OUTA测量，为虚拟接地。
2、标称FS输出电流是4倍的IREFIN电流，当IREFIN=5mA时，FS电流是20mA
3、输出电流定义为用于IREFIN和任何外部负载的总电流。
4、参考带宽是一个外部限制NR/引脚的函数。参考补偿章节的详细数据表。
5、排除内部基准源漂移。
6、包含内部基准源漂移。
7、测量无缓冲的输出电压范围(1V)和FSIOUTB50:负载电流。规格变更，恕不另行通知。
绝对最大额定参数*
*强调高于列出“绝对最大额定值”之上可能会造成永久性损坏器件。这是一个强调评级只有和功能操作的器件在这些或任何其他条件高于表示在操作该规范的部分不是暗示。长时间暴露在绝对最大额定值可能影响器件可靠性。
订购指南
晶片测试范围1(T A=+258C,V DD=+5.0V,V EE=-5.0V,l REFIN =5mA,除非另有说明)
说明：
1、电气测试执行限制显示晶片探针。由于不同的装配方法和正常的成品率损失, 成
品率为标准产品包装后不能保证切为骰子。。
2、限制推测的单个比特错误的测试。
3、固死锁存器控制。当锁存器控制和时钟衬垫高时边缘触发锁存成为电平触发。
4、固死衬底连接到VEE。
芯片管脚描述
技术参数定义线性误差(也称积分非线性或lNL) 线性误差被定义为实际的最大偏差, 是模拟输出和理想输出的比值, 决定从零到满刻度的直线绘制。
微分非线性(DNL)
DNL是衡量变化的模拟值，归一化满刻度,与1LSB数字输入代码的变化。
单调性当数字输入增加如果输出增加或保持不变D/A 转换器是单调。
偏置误差理想的输出电流的偏差为零称为偏移误差。预计当IOUTA,OmA俞出的输入都是0。预计IOUTB,OmA俞出当所有的输入都设置为1。
增益误差实际和理想输出跨度之间的区别。实际的跨度是由所有输入输出设置
1s- 输出时所有输入都设置为0。理想的输出电流跨度是应用于IREFIN 管脚电流的4倍。合规输出范围电压在允许范围内的输出电流输出DAC。操作超出了最大合规限制导致输出级饱和度或故障, 导致非线性性能。温度漂移
温度漂移是指在环境(+25 ° C)下的最小温度或最高温度的最大的变化。为了抵消和增益漂移, 漂移指定为满刻度范围(FSR)每度ppm/度.基准源漂移，漂移是在ppm/度o
电源抑制
当满刻度输出时, 供电电源在标称电压下最小值和最大值的最大的变化.
建立时间
输出所需的时间达到并保持在一个对其最终值指定的误差范围, 测量的开始输出的转换。
无失真动态范围输入信号有效值幅值和杂散信号峰值超过指定的带宽的区别，用dB表示。
总谐波失真
THD是测量输入信号六次谐波的有效值总和和基波的比值。它用百分比或分贝(dB)表示。
干扰脉冲
在DAC上有不对称开关时间产生干扰输出量化的瞬态故障脉冲。这是指定的净区域上产生小毛刺。
数字接口提供了 CM0兼容的边沿触发输 C 标称满刻度电C 转换功锁存，该接口容易连接
CM0逻辑和支 持片钟频率高基准源与外部芯片上集
成器 '对的最小
的存脉性和增加功能和保存放 极器可以是
不同的时调周宽，降低满宽 极定过最低节
点到虽然源管这些过渡连接外 缘可能会影响
数字直器能限字带宽和值 设置为CMpS 兼容
逻辑大约为正电源电
功能描述
AD768是电流输出型DA ADmA 和可用于电流输。差分俞出提供支持
流 增 能曲线
比和
U 但这种效应:
IOUTB (27
〈
LADCOM (28 就
动 不需要稳定和不会影响 R L VA 49,9ii
------- 满刻度 VB yLo
M
IOUTA ( 1
器典型输 有
况下3 另有
说 标称值最
刻 彳的电 电
公差 R L
49.90
AD768
%的求允许简单这个线F性的增益误差变化结能以很容易地通过调整I 效价数字输补偿路。在这个配置要的是要注意合规的俞这是一个不制变输入大的负电压合规是线性禁:使以它看起的负载产生V-2V 分非非线性幅!:式操作额外的考输出这点一个积210如V无缓冲电压输出分非线性模式操作。当电压输出节点变化时有限的输出阻抗使AC电流转向开关产生小的变化输出电流随输出电压同，产产生变化生一个弓形的L大于8LSB)。要达到最优L性能建议使用缓冲电压输出模式。
INL 也有点依赖未使用的(IOUTB)输出端，在模拟输出章节中有所描述。为了消除这 种影响,IOUTB 端应该和IOUTA —样的阻抗，因此这两个输出对地是同样的电阻分压器。 这 将保持电流在LADCOM 的常数,最小化任何相关代码相关的IR 滴落在DAC 的阶梯内可能 产生额外的非线性。
AC-耦合输出
如图22所示AD768配置的输出提供了一个 双相输出信号而无需使用求和放大器。交流 负载阻抗和AD768输出阻抗并联组成DAC 输出，即RL 和偏压电阻RB
并联。额定输出 振幅图22中给出的值是±0.5V ，
假设条件 RB>>RL 。电路的增益是阻抗 RLAD 、RB 和 RL 给定的公差函数。选择RB 和C 值的大小 主要取决于需要3dB 高通截止频率和偏置电 流，连接RB 的后级电流
IB 。3dB 频率特性的 近似方程为，
f -3dB =1/[2 x ? x (R B +R L 〃R LAD ) x C]. ?
输出的直流偏移量是后级偏置电流和 RB 电阻值de
一个函数。例如，如果 C=390pF,RB=20K :，和IB=1.0 :A,-3dB 的频率大约是20.4kHz 和直流偏移量将 20mV 。
缓冲电压输出配置
单极配置 对于正输出电压，或电压范围大于允许输出合 规参数,一些类型要采用外部缓冲。 在基于考 虑诸如速度、精度和成本的情况下可以选择 各种各样的放大器。当动态性能很重要时， AD9631是一个很好的选择,可提供低失真的 10MHz 频宽。图23显示了 0V 到+2V 的满刻 度单极缓冲电压输出。图23显示了 0V 到+2V 的满刻度单极缓冲电压输出。缓冲输出电压
的 结果是从DAC 输出电流流经放大器的反馈电
阻,R FB 。在这种情况下,20mA 满刻度的电流 在
RFB(100；)产生一个输出电压 0V 到+2V 的 范围。
为了实现最佳的直流线性度可采用相 同的配置和建
议使用精密放大器 AD845。
使用分流器缓
冲输出
图23中所示的配置是放大器不可能在这种情况下提供需要的 替代方法，图24显示了放大器A1结合电阻分流。选择R FF 和RL 的值是为了限制电流，电流 I3,必须由A1提供。电流I 2应通过电阻器RL 接地分流。R FF 和RL 并联
电阻值不应超过60 ■ 避免超过指定的合规电压。图 24中给出
的
AD768
值等于4mA,结果是单极性输出摆幅0V 到
AD768 R L 49.9Q 图22 ± 0.5V 无缓冲AC 耦合输出
图23单极性0V 到2V 的缓冲
电压输出 20mA 反馈电流。作为一种
IOUTA
IOUTB (27 图24c 使用分流器单极性 0V 到2V
IOUTA
IOUTB 27
LADCOM 49.9U 28 1kn
~:----- 7
工 L
I BIPOLAR * 7 75(1 I DAC 1 ---- V~~VA ----------
Rf B Iku
2V 。注意，因为A1获得大约-4的反相增益和+5噪声增益，所以应考虑A1的失真和噪声性
双极性配置
双极性模式是通过提供一个补偿电流「BIPOLAR ,加至I/V 放大器（A1）求和节点来完成。通过设 置I BIPOLAR 准确的满刻度电流的一半通过 R FB ,结果得到相对典型地对称求和节点电压输出。
图25显示了实现双极土 2的电压输出。电阻分压器设置为I DAC 满刻度电流是5mA 。内
部2.5V?基准产生在I BIPOLAR 的2.5mA 电流流过 RBIP 。当DAC 设置半刻度（1000）,1 DAC 输出 图25双极性土 2.5V 缓冲电压输出 2.5mA 电流,正好是I BIPOLAR
所抵消，A1输出为0V.由于DAC 输出从零到满刻度变化，所以 A1可获得从-2.5V 到+2.5V 的输出电压。注意，对于这种配置从R EFOUT 输出总电流为15mA, 所以外部缓冲是必需的。虽然运算放大器AD811、AD8001和AD9631等的选择具有优良 的动态性能。但在直流应用中，放大器如AD845或AD797可能更合适。
微分输出配置
在应用不需要基带操作时典型地使用变压器耦合。AD768采用变压器耦合的互补输出固有 的好处是提供电气隔离，没有额外的功率消耗。此外，正确应用变压器不应该降低AD768输
出信号的噪声和失真，由于变压器是一个被 动的
器件。图26显示了一个中心抽头变压 器提供必
要的直流输出负载条件下，输出 IOUTA 和IOUTB 驱动土 0.5V 信号到50负 载。
在这个特殊的电路，中心-抽头变压器的 阻抗比4
相对应的匝比2。因此，任何负载
RL,到原边侧乘以4倍（即。，在这种情况下是
200 ）。 图26使用变压器的微分输出
为了避免直流电流流入R-2R 梯DAC,中心抽头的变压器应连接LADCOM 。为了遵守最低 电压-
1.2V 规定,最大的微分电阻之间IOUTA 和IOUTB 不应该超过240 :。注意，微分电阻由
负载RL,变压器的原边侧与任何额外微抵抗,RDIFF 组成，穿过两个输出。RDIFF 是典型增加 到变压器原边侧和主电源到负载的阻抗相匹配。 （即，在这种情况下200 J 。
通过放大器直流耦合
如图27所示使用该电路可以很容易地实现 直流
差动单端转换。这个电路将减小来源微 分电路的
交流和直流共模误差。
因此，共模噪声（即,时钟通道）以及直流单极
偏移误差将显着降低。同时，对于R 和R REF 薄膜
电阻器？，要做到良好的温度稳定性可
图27直流差动单端转换 以通过使用温度跟踪。
电路的设计方程对给定的应用提供对电压输出振
幅和 IREF 最佳化进 行优化。
AD768
Yom " M 咯刖尺 WHERE 1吟=許 R REF 畑17小 R = = 5 JC
K* REFOUT ( i
电源和接地方面考虑在系统中要同时实现高速和高精度高，印刷电路板设计往往是一样重要的电路设计。在设备选择上必须使用合适的射频技术时，布局位置和轴线应提供应绕道和接地。要从AD768 获得最佳结果保持电源和接地的低噪声是至关重要的。图28提供推荐的印刷电路板的插图，在AD768评估板上实现接地层布局布线。
图28 印刷电路板接地面层
如果实施得当,接地面层可以实现图高2速9电印路刷板电上路的板很多电功源能面：层绕过,屏蔽,电流传输在混合信号设计中,模拟和数字部分的电路板应有所不同,模拟接地面局限于覆盖模拟信号和数字接地面局限于覆盖数字互联引线。DAC 的所有模拟接地引脚,基准源地,和其他模拟输出组件地,应直接绑定到模拟接地面。两个接地面应该采用连接的路径1/4 到1/2 英寸上下宽度的覆铜线径连接或DAC 在1/2 英寸接地线内部如图28 所示。应注意确保接地面对至关重要的信号路径不间断。在数字方面,包括运行DAC 的数字输入线以及任何时钟信号。在模拟方面,包括DAC 输出信号,参考信号和电源。
使用宽运行或电源供电线路也是被推荐。这是提供一个电源供电部分双重角色的串联低阻抗,以及提供一些“自由”去耦电容连接到适当的地。图29 显示了电源面层布局中使用AD768 的评估板。AD768 评估板使用四层PCB 板,实践上面所讨论的要求展示了良好的PCB 布局。
至关重要的是,要注意和布局的信号地和电源互联,以避免诱导外部电压连在接地信号路径。建议所有连接是短的,尽可能直接靠近封装元件引线本身,以减少不同电流之间传导的分享路径。当连线超过一英寸长度时,应该考虑某种类型的终端电阻。这种电阻器的必要性和值将取决于逻辑系列使用。插座应该避免器件引脚引入了不必要的相邻之间的电容耦合。
电源和去耦其中最重要的外部组件跟相关联高速设计的电容器要用于电源旁路。这些电容器的选择和布局是至关重要的,在很大程度上都依赖于系统配置的特性。对于
AD768 要是串联电阻和电感最小化要主要的考虑旁路电容。许多电容器在20MHz 以上将开始有电感效应。陶瓷和薄膜型电容器串联电感低于一般特性的钽或电解型电容。建议AD768 每个电源的退耦电容采用0.1卩电容器，而且尽可能接近器件管脚。表面贴片片电容器，由于他们具有低的寄生电感,比通孔类型的电容更好。一些DAC 引脚和供电电源之间串联电感可以有效的过滤电源带来的高频噪声。这个电感可以通过使用小铁氧体磁珠来生成。
干净的数字电路供电通过使用如图30所示的电路来生成。电路由一个微分LC滤波器单独的电源和返回线组成。使用低的等效串联电阻电解类电容和钽电容器可以降低电源噪声。
图30+5V单电源应用微分LC滤波
应用
AD768作为乘法DAC 使用
图32参考通道失真与频率对比关系 AD768应用于多频声发射器（ADSL ）
尤其适用于扩展频谱和分频多 路复用（FDM ）类型的信号，信息 内容举行的小信号组件传播在整个频带。宽动态范围，细致精密线性好，和低互调失真是必需 的。不幸的是，一部分的完整规模的信噪比和性能可能不是一个可靠的指标在这些多频声应 用程序如何执行
一个例子的FDM 通信系统是不 同的
（离散多频声）ADSL （不对称数字 用户线）目前正在考虑的ANSI 标准。 图33显示了一个框图的发射机的功 能。数字位用于QAM 调制每个约 200个离散音频。一个相反FFT 转成 调制到频域信息512年时间点以 2.2MSPS 采样率。然后把这些时间点 插值到一个FIR 滤波器上采样（在本 例中采样率4.4MSPS ）。通过AD768 运行位流,紧随其后是4顺
由于IREFIN 可以1mA 变调到7mA , AD768就很
容易地配置乘法DAC 。参考放大器设置最大乘 法带
宽到15MHz,任何外部电容器到NR 节点有 助于根
据图7来限制带宽。IREFIN 可以很容易地 通过适
当比列和在IREFIN 节点的调制信号求和 来调整。
图31显示了如何VMOD 调制信号如何 以适当比列
和转换电流通过RREFMOD ，峰值电 流不得超过3.0mA 。图32显示了 AD768相对于参 考通道的频
率典型的失真曲线。
RftEFHOO VMOD
R REFMOD AD768 REF1N REFOLFT
-3.0mA
图31典型的乘法DAO 应用
通信的应用经常需要组件性
图34aADSL 矢量测试的输出频谱 VMOD O ——W/ 1uF E — EF 甑 RRG2 能方面显着差异简单，单音信
号用于典型的信噪比（SNR ）
和总谐波失真（THD ）测试。
图33典型DMTADSL 传输链
序模拟平滑滤波器,然后运行行驱动电路。图34显示了测试矢量运行这个系统的
频域的表征，而34b显示了时间域表佂。表I和II显示对ADSL应用的可用信噪比
（SNR）和总谐波失真（THD）输出滤波器输出与频率窗口的参数。AD768的16位的动态范围和14位的线性对DMT信号提供了优良的性能。它的快速度输入率将支持更快的过采样率,如果有人感兴趣在数字滤波器的复杂性可以用一个简化模拟滤波器的插补器来交换。
AD768 评估板
一般的描述
AD768-EB是一块评估板AD76816位30MSPSD/A转换器。设计结合模拟和数字样机区域允许用户可以轻松地和有效地评估AD768 任何应用高分辨率,高转换速度的需求。
数字输入AD768-EB 可以直接驱动使用标准40-pinIDC 连接器。外部时钟也是需要的。这些信号可能取自用户的应用工作台上,或者他们也可以在样机区域生成从一个电路建立。
AD768-EB 的模拟输出上可用BNC 连接器。这些输出可能配置使用电阻,放大器,或变压器。
操作程序和功能描述
电源电源通过应用电线或香蕉插头到金属接线柱包括印刷电路板提供AD768-EB 应用。
DGND. 数字地。数字地和模拟地在AD768 下面连接在一起。可以获得独立的模拟和数字供电的最优性能。用于评估目的,单电源,使第二个模拟和数字接地的供电是可以接受的。+5D. +5V（± 5%）数字电源应该能够提供50mA 。
-5A. -5V（± 5%）模拟电源应该能够提供-75mA。
AGND .模拟地。模拟地和数字地在AD768 下面连接在一起。可以获得独立的模拟和数字供电的最优性能。用于评估目的,单电源,使第二个模拟和数字接地的供电是可以接受的。
-ZEE.负模拟电源；典型为-5V到-15V。这个电源作为负电源线提供外部放大器使用。提供给
AD811AD768-EB, 电源必须能够提供-20mA（不包括外部负载需求）。
+VCC.正模拟电源；典型为+5V到+15V。这个电源作为正电源线提供外部放大器使用。提供给
AD811AD768-EB, 电源必须能够提供-20mA（不包括外部负载需求）。
模拟输出
AD768-EB的？模拟输出（s）在BNC插孔“ A”和“ B”是可用的互补的电流输出从AD768 可以配置使用电阻、放大器、变压器。AD768-EB仅有的“ A”部分是工厂装配。“，B”面或互补输出,如果有要求可以由用户来装配
JP1.缓冲运放输出“ A”。跳插JP1，如果需要缓冲运算放大器的输出就应安装。当JP1安装时,JP2和JP3必须移开。输出可用“ A”连接器标称电压摆幅为0V-2V和与数字同相输入这是工厂默认设
置。
JP2.双极性50变压器输出。如果跳插JP2安装，变压器耦合输出可以在“ A”连接器。当跳插JP2
时，JP1和JP3必须移开。变压器既是单端微分(differential-to-single-ended )
转换器,而又作为阻抗变压器。正确操作，变压器必须配接终端50电阻器。R2用100 :电阻器必须更换，R7。一个附加的100 :电阻器和变压器包括AD768评估板。外加的100 :电阻必须焊接到适当的位置标记R3和变压器必须插入到插座标签“T1。额定输出电(压为
负载1Vpp以共模电压0V为中心。”
JP3?电阻输出A。JP3用于连接的电阻器R2 “A”输出。U2应该从插座中移开了。电阻器R2使用24.9 :,输出是一个无缓冲的？0V到-0.5V输出和数字输入反相。电阻器R2可能被替换为其他值，但小心注意，应该观察推荐输出合规范围。当JP3安装时，为了正确操作JP1 和JP2必须移开。
JP4?电阻输出“B”。JP4用于连接电阻R3的“A”输出。U3应该从插座中拔出。AD768 评估板是从工厂发货电阻R3接地。用户可以选择安装R3不同的电阻值来生成一个与输入数字同相的无缓冲的输出。小心注意，当选择R3的阻值时，应观察推荐输出的合规范围。
当JP4安装时，为了正确操作JP5必须移开。
JP5?缓冲运放输出“ B”。如果需要缓冲运放输出跳插JP5应安装。当JP5安装时,为了正确操作JP4必须移开。输出可以在“B”连接器上标称电压摆幅由电阻
R3,R9和R10的组合来决定。这个运算放大器在AD768评估板上没有提供。
基准源
AD768评估板可以选择AD768的内部基准或外部基准。R12用于调整AD768的满刻度输出电流。
SW2?内部/外部参考选择开关。当SW2在位置1,选中AD768内部基准。当SW2在位置2 时，用户必须提供一个外部基准。
电平位移的模拟输出
使用运算放大器配置，R8和R6电阻器插座可以安插一个适当值的电阻增加直流偏置电流输出。作为一个例子，来生成一个双极输出信号，一个1.25K :电阻器安装到“R8”插座电平
位移通常单极输出-1。这是由工厂默认R8和R6的开放电路。
时钟输入
必须提供一个外部采样时钟标记为“时钟”的BNC连接器或IDC连接器33引脚。这个时钟必须符合AD768数据表中列出的逻辑电平。“时钟”输入终端用一个可拆卸的51 ：电阻器。IDC连接器时钟
无端接的连接。
SW1.时钟源选择开关。SW1在位置1时,IDC连接器33脚应用于AD768的时钟输入。当SW2
在位置2中,“时钟” BNC连接器应用于D768的时钟输入。
数字输入
AD768的数字输入，DB0-DB15，可以通过为J1,40-pinlDC 连接器。这些输入应遵守AD768 数据表中给出的规格。
布局的考虑
图28 和29 显示AD768-EB（评估板）接地和电源平面布局。图35-38 数据显示原理图,PCB 走线、丝印和组件的布局AD7684 层评估板。
独立的地和电源层具有数个的高速布局优势。（进一步概述了这些信息优势,看应用注意“设计和布局在视频图形系统如何降低电磁干扰（EMI）“ E1309可用模拟设备［（617）4613392］）如果数字回路电流可以返回数字地而不会调制模拟接地，这就是一个坚实的可以使用的地。如果这是不可能的,就需要为了分裂接地面迫使电流流动方向控制。这种类型的接地方案如图28 所示。接地分为模拟和数字地然后在AD768 下面绑定在一起。在任何情况下,AD768 尽管一些管脚标有“数字”和“模拟”接地，AD768 应该作为一种模拟组件和在该器件下面有一个公共接地点连接。表4 给出了AD768 评估板的完整元件清单。
图35AD768 评估板原理图
图36AD768 评估板丝印层（无比例）
图37 元件面PCB 布局（无比例）
? *
图38焊接面PCB布局（无比例）
外形尺寸
尺寸用英寸和毫米表示
模数与数模转换
3. 模数转换器 （1） 模/数（A/D ）转换器 A/D 转换器是模拟信号源与计算机或其它数字系统之间联系的桥梁，它的任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机或数字系统进行处理、存储、控制和显示。在工业控制和数据采集及其它领域中，A/D 转换器是不可缺少的重要组成部分。 1) 逐次逼近型A/D 转换器 逐次逼近型A/D 转换器又称逐次渐近型A/D 转换器，是一种反馈比较型A/D 转换器。逐次逼近型A/D 转换器进行转换的过程类似于天平称物体重量的过程。天平的一端放着被称的物体，另一端加砝码，各砝码的重量按二进制关系设置，一个比一个重量减半。称重时，把砝码从大到小依次放在天平上，与被称物体比较，如砝码不如物体重，则该砝码予以保留，反之去掉该砝码，多次试探，经天平比较加以取舍，直到天平基本平衡称出物体的重量为止。这样就以一系列二进制码的重量之和表示了被称物体的重量。例如设物体重11克，砝码的重量分别为1克、2克、4克和8克。称重时，物体天平的一端，在另一端先将8克的砝码放上，它比物体轻，该砝码予以保留（记为1），我们将被保留的砝码记为1，不被保留的砝码记为0。然后再将4克的砝码放上，现在砝码总和比物体重了，该砝码不予保留（记为0），依次类推，我们得到的物体重量用二进制数表示为1011。用下表7.1表示整个称重过程。 表7.1 逐次逼近法称重物体过程表 图7.7 逐次逼近型A/D 转换器方框图 利用上述天平称物体重量的原理可构成逐次逼近型A/D 转换器。 逐次逼近型A/D 转换器的结构框图如图7.7所示，包括四个部分：电压比较器、D/A 转换器、逐次逼近寄存器和顺序脉冲发生器及相应的控制逻辑。 逐次逼近型A/D 转换器是将大小不同的参考电压与输入模拟电压逐步进行比较，比较结果以相应的二进制代码表示。转换开始前先将寄存器清零，即送给D /A 转换器的数字量为0，三个输出门G 7、G 8、G 9被封锁，没有输出。转换控制信号有效后（为高电平）开始转换，在时钟脉冲作用下，顺序脉冲发生器发出一系列节拍脉冲，寄存器受顺序脉冲发生器及控制电路的控制，逐位改变其中的数码。首先控制逻辑将寄存器的最高位置为1，使其输出为100……00。这个数码被D/A 转换器转换成相应的模拟电压U o ,送到比较器与待转换的输入模拟电压U i 进行比较。若U o ＞U i ，说明寄存器输出数码过大，故将最高位的1变成0，同时将次高位置1；若U o ≤U i ,说明寄存器输出数码还不够大，则应将这一位的1 保留。数码的取舍通过电压比较器的输出经控制器来完成的。依次类推按上述方法将下一位置1进行比较确定该位的1是否保留，直到最低位为止。此时寄存器里保留下来的数码即为所求的输出数字量。 2) 并联比较型A/D 转换器 并联比较型A/D 转换器是一种高速A/D 转换器。图8-9所示是3位并联型A/D 转换器，
数模及模数转换器习题解答
数模及模数转换器习题解答
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自我检测题 1.就实质而言，D/Ａ转换器类似于译码器,A/D 转换器类似于编码器。 2.电压比较器相当于１位A/D 转换器。 3．Ａ/D 转换的过程可分为 采样 、保持、量化、编码4个步骤。 ４．就逐次逼近型和双积分型两种A ／D 转换器而言, 双积分型 的抗干扰能力强, 逐次逼近型 的转换速度快。 5.A/Ｄ转换器两个最重要的指标是分辨率和转换速度。 ６．8位D ／A 转换器当输入数字量只有最低位为１时,输出电压为0.02V ,若输入数字量只有最高位为1时,则输出电压为 V 。 Ａ．0.０３9 B ．2.５6 C ．１.２7 D ．都不是 7.D/A 转换器的主要参数有 、转换精度和转换速度。 A ．分辨率 B ．输入电阻 C ．输出电阻 Ｄ．参考电压 8．图T7.８所示R-２Ｒ网络型D/A 转换器的转换公式为 。 R R R I V REF 2R 2R 2R 2R 2R S 3 S 2 S 1 S 0 D 3 D 2 D 1 D 0 R F =R A + -v O i ∑ 图T ７.8 A ．∑ =?- =3 3 REF o 22 i i i D V v ??B ．∑=?- =3 4 REF o 2 232i i i D V v ??C ．∑=?- =3 4 REF o 2 2 i i i D V v ??D ．∑=?= 3 4 REF o 2 2 i i i D V v ９.D/A 转换器可能存在哪几种转换误差?试分析误差的特点及其产生误差的原因。 解:D/A 转换器的转换误差是一个综合性的静态性能指标,通常以偏移误差、增益误差、非线性误差等内容来描述转换误差。 偏移误差是指D/Ａ转换器输出模拟量的实际起始数值与理想起始数值之差。 增益误差是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线的斜率的偏差。 D/A 转换器实际的包络线与两端点间的直线比较仍可能存在误差,这种误差称为非线性误差。 1０．比较权电阻型、R -2R 网络型、权电流型等Ｄ/A 转换器的特点,结合制造工
数模及模数转换器习题解答
数模及模数转换器习题 解答 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
自我检测题 1．就实质而言，D/A 转换器类似于译码器，A/D 转换器类似于编码器。 2．电压比较器相当于1位A/D 转换器。 3．A/D 转换的过程可分为 采样 、保持、量化、编码4个步骤。 4．就逐次逼近型和双积分型两种A/D 转换器而言， 双积分型 的抗干扰能力强， 逐次逼近型 的转换速度快。 5．A/D 6．8位D/A 1时，输出电压为，若输入数字量只有最高位为1时，则输出电压为 V 。 A ． B ．2.56 C ． D ．都不是 7．D/A 转换器的主要参数有 、转换精度和转换速度。 A ．分辨率 B ．输入电阻 C ．输出电阻 D ．参考电压 8．图所示R-2R 网络型D/A 转换器的转换公式为 。 V REF v O 图 A ．∑=?- =3 3 REF o 2 2 i i i D V v B ．∑=?- =3 4 REF o 2 232i i i D V v D ．∑=?= 3 4 REF o 2 2i i i D V v 9．D/A 转换器可能存在哪几种转换误差试分析误差的特点及其产生误差的原因。 解：D/A 转换器的转换误差是一个综合性的静态性能指标，通常以偏移误差、增益误差、非线性误差等内容来描述转换误差。 偏移误差是指D/A 转换器输出模拟量的实际起始数值与理想起始数值之差。 增益误差是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线的斜率的偏差。 D/A 转换器实际的包络线与两端点间的直线比较仍可能存在误差，这种误差称为非线性误差。
数模与模数转换器 习题与参考答案
第11章 数模与模数转换器 习题与参考答案 【题11-1】 反相运算放大器如图题11-1所示，其输入电压为10mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-1 解：输出电压为： mV mV V R R V IN F O 10010101 =?=-= 【题11-2】 同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为10 mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-2 解：mV mV V R R V IN F O 110101111 =?=+=）（ 【题11-3】 图题11-3所示的是权电阻D/A 转换器与其输入数字信号列表，若数字1代表5V ，数字0代表0V ，试计算D/A 转换器输出电压V O 。 11-3 【题11-4】 试计算图题11-4所示电路的输出电压V O 。 图题11-4 解：由图可知，D 3~D 0=0101 因此输出电压为：V V V V O 5625.151650101254 === ）（ 【题11-5】 8位输出电压型R/2R 电阻网络D/A 转换器的参考电压为5V ，若数字输入为，该转换器输出电压V O 是多少？
解：V V V V O 988.21532565100110012 58≈== ）（ 【题11-6】 试计算图题11-6所示电路的输出电压V O 。 图题11-6 解：V V V D D V V n n REF O 5625.1516501012 5~240==-=-=）（）（ 【题11-7】 试分析图题11-7所示电路的工作原理。若是输入电压V IN =，D 3～D 0是多少？ 图题11-7 解：D3=1时，V V V O 6221234== ，D3=0时，V O =0。 D2=1时，V V V O 3221224== ，D2=0时，V O =0。 D1=1时，V V V O 5.1221214== ，D1=0时，V O =0。 D0=1时，V V V O 75.0221204 ==，D0=0时，V O =0 由此可知：输入电压为，D3~D0=1101，这时V O =6V++=，大于输入电压V IN =，比较器输出低电平，使与非门74LS00封锁时钟脉冲CLK ，74LS293停止计数。 【题11-8】 满度电压为5V 的8位D/A 转换器，其台阶电压是多少？分辨率是多少？ 解：台阶电压为mV mV V STEP 5.192/50008== 分辨率为：%39.00039.05000/5.195000/===mV V STEP
第九章：数模和模数转换器
第九章：数模和模数转换器 一、单选题 1：想选一个中等速度，价格低廉的A/D转换器，下面符合条件的是（）。 A 逐次逼近型 B 双积分型 C 并联比较型 D 不能确定 2：下面抑制电网公频干扰能力强的A/D转换器是（）。 A 逐次逼近型 B 双积分型 C 并联比较型 D 不能确定 3：不适合对高频信号进行A/D转换的是（）。 A 并联比较型 B 逐次逼近型 C 双积分型 D 不能确定 4：四位DAC和八位DAC的输出最小电压一样大，那么他们的最大输出电压（）。 A 一样大 B 前者大于后者 C 后者大于前者 D 不确定 5：四位权电阻DAC和四位R—2R倒T型DAC在参数一样的条件下最大输出电压（）。 A 一样大 B 前者大于后者 C 后者大于前者 D 不确定 6：四位权电阻DAC和四位R—2R倒T型DAC在参数一样的条件下分辨率（）。 A 一样大 B 前者大于后者 C 后者大于前者 D 不确定 7：下列A/D转换器类型中，相同转换位数转换速度最高的是（）。 A 并联比较型 B 逐次逼近型 C 双积分型 D 不能确定 8．一个无符号8位数字量输入的DAC，其分辨率为位。 A.1 B.3 C.4 D.8 9．将一个时间上连续变化的模拟量转换为时间上断续（离散）的模拟量的过程称为。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 10．以下四种转换器，是A/D转换器且转换速度最高。 A.并联比较型 B.逐次逼近型 C.双积分型 D.施密特触发器 二、判断题 1：D/A转换器的建立时间等于数字信号由全零变全1或由全1变全0所需要的时间。（）2：D/A转换器的转换精度等于D/A转换器的分辨率。（） 3：采用四舍五入量化误差分析时，A/D转换过程中最小量化单位与量化误差是相等的。（） 4：在A/D转换过程中量化误差是可以避免的。（） 5：由于R-2R 倒T 型D/A转换器自身的优点，其应用比权电阻DAC广泛。（） 6：倒T型网络D/A转换器由于支路电流不变，所以不需要建立时间。（） 7：A/D转换的分辨率是指输出数字量中只有最低有效位为1时所需的模拟电压输入值。（） 8．权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，因此被广泛使用。（）9．D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压V REF。（）
7数模及模数转换器习题解答
7数模及模数转换器习题解答119 自我检测题 1．就实质而言，D/A转换器类似于译码器，A/D转换器类似于编码器。 2．电压比较器相当于1位A/D转换器。 3．A/D转换的过程可分为采样、保持、量化、编码4个步骤。 4．就逐次逼近型和双积分型两种A/D转换器而言，双积分型的抗干扰能力强，逐次逼近型的转换速度快。 5．A/D 6．8位D/A转换器当输入数字量只有最低位为1时，输出电压为0.02V，若输入数字量只有最高位为1时，则输出电压为V。 A．0.039 B．2.56 C．1.27 D．都不是 7．D/A转换器的主要参数有、转换精度和转换速度。 A．分辨率B．输入电阻C．输出电阻D．参考电压 8．图T7.8所示R-2R网络型D/A转换器的转换公式为。 V REF v O 图T7.8 A．∑ = ? - = 3 3 REF o 2 2i i i D V v B．∑ = ? - = 3 4 REF o 2 2 3 2 i i i D V v D．∑ = ? = 3 4 REF o 2 2i i i D V v 9．D/A转换器可能存在哪几种转换误差？试分析误差的特点及其产生误差的原因。 解：D/A转换器的转换误差是一个综合性的静态性能指标，通常以偏移误差、增益误差、非线性误差等内容来描述转换误差。 偏移误差是指D/A转换器输出模拟量的实际起始数值与理想起始数值之差。 增益误差是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线的斜率的偏差。 D/A转换器实际的包络线与两端点间的直线比较仍可能存在误差，这种误差称为非线性误差。 10．比较权电阻型、R-2R网络型、权电流型等D/A转换器的特点，结合制造工艺、转换的精度和转换的速度等方面比较。
第8章-数模和模数转换习题解答
思考题与习题 8-1 选择题 1）一输入为十位二进制（n=10）的倒T 型电阻网络DAC 电路中，基准电压REF V 提供电流为 b 。 A. R V 10REF 2 B. R V 10REF 22? C. R V REF D. R V i )2(REF ∑ 2）权电阻网络DAC 电路最小输出电压是 b 。 A. LSB 21V B. LSB V C. MSB V D. MSB 2 1V 3）在D/A 转换电路中，输出模拟电压数值与输入的数字量之间 a 关系。 A.成正比 B. 成反比 C. 无 4）ADC 的量化单位为S ，用舍尾取整法对采样值量化，则其量化误差m ax ε= b 。 A.0.5 S B. 1 S C. 1.5 S D. 2 S 5）在D/A 转换电路中，当输入全部为“0”时，输出电压等于 b 。 A.电源电压 B. 0 C. 基准电压 6）在D/A 转换电路中，数字量的位数越多，分辨输出最小电压的能力 c 。 A.越稳定 B. 越弱 C. 越强 7）在A/D 转换电路中，输出数字量与输入的模拟电压之间 a 关系。 A.成正比 B. 成反比 C. 无 8）集成ADC0809可以锁存 8 模拟信号。 A.4路 B. 8路 C. 10路 D. 16路 5）双积分型ADC 的缺点是 a 。 A.转换速度较慢 B. 转换时间不固定 C. 对元件稳定性要求较高 D. 电路较复杂 8-2 填空题 1）理想的DAC 转换特性应是使输出模拟量与输入数字量成__正比__。转换精度是指DAC 输出的实际值和理论值__之差_。 2）将模拟量转换为数字量，采用 __A/D__ 转换器，将数字量转换为模拟量，采用__D/A_____ 转换器。 3）A/D 转换器的转换过程，可分为采样、保持及 量化 和 编码 4个步骤。 4）A/D 转换电路的量化单位位S ，用四舍五入法对采样值量化，则其m ax ε= 0.5s 。 5）在D/A 转换器的分辨率越高，分辨 最小输出模拟量 的能力越强；A/D 转换器的分辨率越高，分辨 最小输入模拟量 的能力越强。 6）A/D 转换过程中，量化误差是指 1个LSB 的输出变所对应的模拟量的范围 ，量化误差是 不可 消除的。
数模转换器和模数转换器实验报告
实验报告 课程名称微机原理与接口技术 实验项目实验五 数/模转换器和模/数转换器实验实验仪器 TPC-USB通用微机接口实验系统 系别计算机系 专业网络工程 班级/学号 学生 _ 实验日期 成绩_______________________ 指导教师王欣
实验五数/模转换器和模/数转换器实验 一、实验目的 1. 了解数/模转换器的基本原理，掌握DAC0832芯片的使用方法。 2. 了解模/数转换器的基本原理，掌握ADC0809的使用方法。 二．实验设备 1.PC微机系统一套 2.TPC-USB通用微机接口实验系统一套 三．实验要求 1．实验前要作好充分准备，包括程序框图、源程序清单、调试步骤、测试方法、对运行结果的分析等。 2．熟悉与实验有关的系统软件（如编辑程序、汇编程序、连接程序和调试程序等）使用方法。在程序调试过程中，有意识地了解并掌握TPC-USB通用微机接口实验系统的软硬件环境及使用，掌握程序的调试及运行的方法技巧。 3．实验前仔细阅读理解教材相关章节的相关容，实验时必须携带教材及实验讲义。 四．实验容及步骤 （一）数/模转换器实验 1．实验电路原理如图1，DAC0832采用单缓冲方式，具有单双极性输入端(图中的Ua、Ub),编程产生以下锯齿波(从Ua和Ub输出，用示波器观察) 图1 实验连接参考电路图之一 编程提示： 1. 8位D/A转换器DAC0832的口地址为290H，输入数据与输出电压的关系为：
(UREF表示参考电压,N表示数数据)，这里的参考电压为ＰＣ机的＋５Ｖ电源。 2. 产生锯齿波只须将输出到DAC0832的数据由0循环递增。 3. 参考流程图（见图2）: 图2 实验参考流程图之一 （二）模/数转换器 1. 实验电路原理图如图3。将实验（一）的DAC的输出Ua，送入ADC0809通道1(IN1)。 图3 实验连接参考电路图之二 2. 编程采集IN1输入的电压,在屏幕上显示出转换后的数据(用16进制数)。编程提示： 1. ADC0809的IN0口地址为298H，IN1口地址为299H。 2. IN0单极性输入电压与转换后数字的关系为：
数模模数转换实验报告
数模模数转换实验报告 一、实验目的 1、了解数模和模数转换电路的接口方法及相应程序设计方法。 2、了解数模和模数转换电路芯片的性能和工作时序。 二、实验条件 1、DOS操作系统平台 2、数模转换芯片DAC0832和模数转换器ADC0809芯片。 三、实验原理 1、数模转换： （1）微机处理的数据都是数字信号，而实际的执行电路很多都是模拟的。因此微机的处理结果又常常需要转换为模拟信号去驱动相应的执行单元，实现对被控对象的控制。这种把数字量转换为模拟量的设备称为数模转换器 （DAC），简称D/A。 （2）实验中所用的数模转换芯片是DAC0832，它是由输入寄存器、DAC 寄存器和D/A 转换器组成的CMOS 器件。其特点是片内包含两个独立的8 位寄存器，因而具有二次缓冲功能，可以将被转换的数据预先存在DAC 寄存器中，同时又采集下一组数据，这就可以根据需要快速修改DAC0832 的输出。 2、模数转换： （1）在工程实时控制中，经常要把检测到的连续变化的模拟信号，如温度、压力、速度等转换为离散的数字量，才能输入计算机进行处理。实现模拟量到数字量转换的设备就是模数转换器（ADC），简称A/D。 (2)模数转换芯片的工作过程大体分为三个阶段：首先要启动模数转换过程。其次，由于转换过程需要时间，不能立即得到结果，所以需要等待一段时间。一般模数转换芯片会有一条专门的信号线表示转换是否结束。微机可以将这条信号线作为中断请求信号，用中断的方式得到转换结束的消息，也可以对这条信号线进行查询，还可以采用固定延时进行等待（因为这类芯片转换时间是固定的，事先可以知道）。最后，当判断转换已经结束的时候，微机就可以从模数转换芯片中读出转换结果。 （3）实验采用的是8 路8 位模数转换器ADC0809 芯片。ADC0809 采用逐次比较的方式进行A/D 转换，其主要原理为：将一待转换的模拟信号与一个推测信号进行比较，根据推测信号是大于还是小于输入信号来决定增大还是减少该推测信号，以便向模拟输入逼近。推测信号由D/A 转换器的输出获得，当推测信号与模拟信号相等时，向D/A 转换器输入的数字就是对应模拟信号的数字量。ADC0809 的转换时间为64 个时钟周期（时钟频率500K 时为128S）。分辨率为8 位，转换精度为±LSB/2，单电源+5V 供电时输入模拟电压范围为。 四、实验内容 1、把DAC0832 的片选接偏移为10H 的地址，使用debug 命令来测试DAC0832 的输出，通过设置不同的输出值，使用万用表测量Ua 和Ub 的模拟电压，
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
模数与数模转换器的仿真
课程设计任务书
摘要 目前，无论是模拟通信还是数字通信，在不同的通信业务中都得到了广泛的应用。但是，数字通信的发展速度已明显超过模拟通信，成为当代主流，因为它有很多模拟通信所没有的优点，因此模拟信号往往要被编码成数字信号，从而在数字信道中传输。 本次课程设计是在MATLAB软件环境下进行的，完成的是对A/D和D/A转换器的设计。A/D转换负责将模拟信号转换为数字信号，即用一串数字编码（如0101）去表示对应的一个模拟信号的一点的值，其转换过程是先对输入的模拟信号进行抽样，所使用的抽样频率要满足抽样定理的要求，然后对抽样结果进行幅度离散化（称为量化）并编码为二进制序列。D/A转换的功能与A/D转换相反，它将输入的数字信号序列转换为模拟信号，其转换过程是将输入（二进制）数字序列恢复为相应电平的抽样值序列,然后通过满足抽样定理要求的低通滤波器恢复模拟信号。A/D转换采用平顶抽样技术，所以恢复模拟信号存在高频段的失真，若对恢复信号质量要求严格，需采用均衡器来补偿这种孔径失真。A/D转换器的输出数据形式可以是并行的，也可以是串行的。 关键词:MATLAB；抽样；量化；编码
目录 1.课程设计目的 (1) 2.课程设计要求 (1) 3.相关知识 (1) 3.1 模拟信号数字化 (1) 3.2 A/D和D/A转换的原理 (2) 4．课程设计分析 (3) 4..1 A/D和D/A转换器的模型 (3) 4.2 模块参数设置 (8) 5．仿真 (8) 6．结果分析 (10) 7．参考文献 (11)
1.课程设计目的 （1）加深对A/D和D/A基本理论知识的理解。 （2）培养独立开展科研的能力和编程能力。 （3）掌握A/D和D/A结构及其在通信系统中的应用。 2.课程设计要求 （1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰。 （2）程序设计合理、能够正确运行。 3.相关知识 3.1模拟信号数字化 通信系统可以分为模拟和数字通信系统两大类。数字通信系统具有抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控；便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好等优点，所以应用非常广泛，已经成为现代通信的主要发展趋势。自然界中的信号都是模拟信号，这就需要我们对模拟信号进行抽样、量化、编码，形成数字信号后，在数字信号系统中传输。在接收端则通过相应的逆变换恢复成模拟信号。若要利用数字通信系统传输模拟信号，一般需要三个步骤：（1）把模拟信号数字化，即模数转换（A/D）； （2）进行数字方式传输； （3）把数字信号还原为模拟信号，即数模转换（D/A）。 如果电信号的参量取值连续（不可数、无穷多），则称之为模拟信号。例如，话筒送出的送出电压包含有话音信息，并在一定的取值范围内连续变化。模拟信号有时也称连续信号，这里连续的含义是指信号的某一参量连续变化，或者说在某一取值范围内可以取无穷多个值，而不一定在时间上也连续。 如果电信号的参量仅可能取有限个值，则称之为数字信号。如电报信号、计算机输入/输出信号、PCM信号等。数字信号有时也称离散信号，这个离散是指信号的某一参量是离散变化的，而不一定在时间上也离散。
数模转换与模数转换
第六章数模转换与模数转换 授课题目： 6.1 D/A转换器 教学目标： 1、掌握数模、模数转换的概念。 2、理解数模转换的原理。 3、熟悉D/A转换器集成芯片的性能，学习其使用方法。 教学内容（包括重点、难点）： 教学重点：1、数模转换的基本原理。 2、D/A转换器集成芯片的使用。 教学难点：1、转换电路的分析计算。 2、知识的综合复习应用。 教学过程设计 ●复习并导入新课 问题：回忆二进制转换为十进制的加权和公式和电阻的串联、并联。 ●就新课内容提出问题 1、什么是模拟量？ 2、什么是电模拟量？ ●讲授新课 计算机对生产进行实时控制的过程如下： 模拟量：温度、压力、湿度、流量、速度等 电模拟量：电压、电流 6.1 D/A转换器
D/A 转换—从数字信号到模拟信号的转换。 D/A 转换器（简称DAC ）—完成D/A 转换的电路。 一、D/A 转换电路原理图 数据锁存器：暂时存放输入的数字量； 模拟电子开关：这些数字量控制模拟电子开关，将参考电压源UREF 按位切换到电阻译码网络中变成加权电流。 集成运放：加权电流经运放求和，输出相应的模拟电压，完成D/A 转换过程。 二、倒 T 形电阻网络DAC 1、电路图 2、工作原理—电流分流形成加权值。 3、转换公式 4、特点 电阻值一致。倒T 形电阻网络支路电流恒定，电路转换速度高。 举例1：若U R=10V ，求对应D3D2D1D0分别为1010、0110和1100时输出电压值。 三、主要性能指标 1、分辨率 分辨率：说明DAC 输出最小电压的能力。它是指最小输出电压（对应的输入数字量仅最低位为1）与最大输出电压（对应的输入数字量各有效位全为1）之比： 分辨率= n ：表示输入数字量的位数。n 越大，分辨最小输出电压的能力也越强。 举例2：n=8, DAC 的分辨率为 分辨率= =0.0039 数据锁存器 … D 0D 1 D n －1 … 模拟电子开关 … 电阻译码网络 … 求和运放 参考电压源 模拟输出 U )2...22(2 0022101?++?+?- =----D D D U U n n n n REF n 1 21-n 1 21 -n
数模和模数转换
一、选择题 1．一个无符号8位数字量输入的DAC，其分辨率为位。 A.1 B.3 C.4 D.8 2．一个无符号10位数字输入的DAC，其输出电平的级数为。 10 A.4 B.10 C.1024 D.2 3．一个无符号4位权电阻DAC，最低位处的电阻为40KΩ，则最高位处电阻为。 A.4KΩ B.5KΩ C.10KΩ D.20KΩ 4．4位倒T型电阻网络DAC的电阻网络的电阻取值有种。 A.1 B.2 C.4 D.8 5．为使采样输出信号不失真地代表输入模拟信号，采样频率≥ B. ≤ C. ≥2 D. ≤2 和输入模拟信号的最高频率的关系是。 A. 6．将一个时间上连续变化的模拟量转换为时间上断续（离散）的模拟量的过程称为。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 7．用二进制码表示指定离散电平的过程称为。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 8．将幅值上、时间上离散的阶梯电平统一归并到最邻近的指定电平的过程称为。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 9．若某ADC取量化单位△=，并规定对于输入电压，在0≤＜时，认为输入的模拟电压为0V，输出的二进制数为000，则≤＜时，输出的二进制数为。 A.001 B.101 C.110 D.111 10．以下四种转换器，是A/D转换器且转换速度最高。 A.并联比较型 B.逐次逼近型 C.双积分型 D.施密特触发器 二、判断题（正确打√，错误的打×）
１．权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，因此被广泛使用。（） ２．D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压V REF。（） ３．D/A转换器的位数越多，能够分辨的最小输出电压变化量就越小。（） ４．D/A转换器的位数越多，转换精度越高。（） ５．A/D转换器的二进制数的位数越多，量化单位△越小。（）６．A/D转换过程中，必然会出现量化误差。（） ７．A/D转换器的二进制数的位数越多，量化级分得越多，量化误差就可以减小到0。（） ８．一个N位逐次逼近型A/D转换器完成一次转换要进行N次比较，需要N+2个时钟脉冲。（） ９．双积分型A/D转换器的转换精度高、抗干扰能力强，因此常用于数字式仪表中。（） １０．采样定理的规定，是为了能不失真地恢复原模拟信号，而又不使电路过于复杂。（） 三、填空题 1．将模拟信号转换为数字信号，需要经过、、、四个过程。 答案： 一、选择题 1． D 2． CD 3． B 4． B 5． C 6． A 7． D 8． B
数模及模数转换器习题解答
自我检测题 1 ?就实质而言，D/A 转换器类似于译码器,A/D 转换器类似于编码器。 2 ?电压比较器相当于1位A/D 转换器。 3 ? A/D 转换的过程可分为 采样、保持、量化、编码 4个步骤。 4 ?就逐次逼近型和双积分型两种 A/D 转换器而言， 双积分型 的抗干扰能力强, 逐次逼近型的转换速度快。 5 ? A/D 转换器两个最重要的指标是分辨率和转换速度。 6 ? 8位D/A 转换器当输入数字量只有最低位为 1时，输出电压为0.02V ，若输入数字量只有最 高位为1时，则输出电压为 V 。 A. 0.039 B ■ 2.56 C ? 1.27 D .都不是 7 ? D/A 转换器的主要参数有 ______ 、转换精度和转换速度。 A .分辨率 B ?输入电阻 C ?输出电阻 D ?参考电压 8 ?图T7.8所示R-2R 网络型D/A 转换器的转换公式为 _________ 。 图 T7.8 9 . D/A 转换器可能存在哪几种转换误差？试分析误差的特点及其产生误差的原因。 解：D/A 转换器的转换误差是一个综合性的静态性能指标，通常以偏移误差、增益误差、非线 性误差等内容来描述转换误差。 偏移误差是指D/A 转换器输出模拟量的实际起始数值与理想起始数值之差。 增益误差是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线的斜率的偏差。 D/A 转换器实际的包络线与两端点间的直线比较仍可能存在误差，这种误差称为非线性误差。 10. 比较权电阻型、R-2R 网络型、权电流型等 D/A 转换器的特点，结合制造工艺、转换的精度 和转换的速度等方面比较。 解：权电阻型D/A 转换器的精度取决于权电阻精度和外接参考电源精度。 由于其阻值范围太宽， 很难保证每个电阻均有很高精度，因此在集成 D/A 转换器中很少采用。 R-2R 网络型D/A 转换器电阻网络中只有 R 和2R 两种阻值的电阻，且比值为2。虽然集成电路技 术制造的电阻值精度不高， 但可以较精确地控制不同电阻之间的比值， 从而使R-2R 网络型D/A 转换 器获得较 高精度。 权电流型D/A 转换器可以消除模拟开关导通电阻产生的影响。同时可获得较高的转换速度。 11. 工—A 模/数（A / D ）中包括哪些主要部分？它们各起什么作用？ 解：工—A 模/数转换器由1个差分放大器、一个积分器、1个比较器、1个1bit 的DAC 和数 字滤波器组成。 差分放大器：将输入信号 V I 减去来自1位DAC 的反馈信号得到误差信号，V e = V I — V f 。 积分器：积分器对误差信号 v e 进行积分。 电压比较器：当积分器的输出电压 v g > 0V 时，输出V g /为高电平（逻辑1 ）；当V g W 0V 时，V g z 为低电平（逻辑0）。实际上，该电压比较器可以看成是 1位的ADC 1位的DAC 由一模拟选择开关构成。当输入为逻辑 1时，把输出端V f 接+V REF ；当输入为逻辑0 时，把输 出端V f 接地。 A . V 。 V REF 23 、D i i =0 B. V o 3 24 J 2i 2 V REF C . V o V 3 V R 4^' Di 2i 24 y D. V o V REF J 2 i =0 D i 2i
第九章：数模和模数转换器电子版本
第九章：数模和模数 转换器
第九章：数模和模数转换器 一、单选题 1：想选一个中等速度，价格低廉的A/D转换器，下面符合条件的是（）。 A 逐次逼近型 B 双积分型 C 并联比较型 D 不能确定 2：下面抑制电网公频干扰能力强的A/D转换器是（）。 A 逐次逼近型 B 双积分型 C 并联比较型 D 不能确定 3：不适合对高频信号进行A/D转换的是（）。 A 并联比较型B逐次逼近型 C双积分型D不能确定 4：四位DAC和八位DAC的输出最小电压一样大，那么他们的最大输出电压（）。 A一样大B前者大于后者C后者大于前者 D不确定 5：四位权电阻DAC和四位R—2R倒T型DAC在参数一样的条件下最大输出电压（）。 A一样大B前者大于后者C后者大于前者 D 不确定 6：四位权电阻DAC和四位R—2R倒T型DAC在参数一样的条件下分辨率（）。 A一样大B前者大于后者C后者大于前者 D 不确定 7：下列A/D转换器类型中，相同转换位数转换速度最高的是（）。 A并联比较型B逐次逼近型
C双积分型 D不能确定 8．一个无符号8位数字量输入的DAC，其分辨率为位。 A.1 B.3 C.4 D.8 9．将一个时间上连续变化的模拟量转换为时间上断续（离散）的模拟量的过程称为。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 10．以下四种转换器，是A/D转换器且转换速度最高。 A.并联比较型 B.逐次逼近型 C.双积分型 D.施密特触发器 二、判断题 1：D/A转换器的建立时间等于数字信号由全零变全1或由全1变全0所需要的时间。（） 2：D/A转换器的转换精度等于D/A转换器的分辨率。（） 3：采用四舍五入量化误差分析时，A/D转换过程中最小量化单位与量化误差是相等的。（） 4：在A/D转换过程中量化误差是可以避免的。（） 5：由于R-2R 倒T 型D/A转换器自身的优点，其应用比权电阻DAC广泛。（） 6：倒T型网络D/A转换器由于支路电流不变，所以不需要建立时间。（）7：A/D转换的分辨率是指输出数字量中只有最低有效位为1时所需的模拟电压输入值。（） 8．权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，因此被广泛使用。（） 9．D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压V REF。（） 10．A/D转换过程中，必然会出现量化误差。（）
数模模数转换
Sopc设计设计(论文)用纸 数模模数转换 实验设计 所在系部：电子系 所在专业：电子信息科学与技术所在班级：电本0803班 姓名：陈婷 200807211144 指导教师姓名：刘明君 完成时间：2011.06.12
目录 一. 设计目标 (3) 数/模转换器 二．DAC0832工作原理 (3) 三．DAC083设计方案 (4) 1．EWB仿真 (4) 2．数模转换PROTEL (5) 数模转换PCB (5) 模/数转换器 四．ADC0809工作原理 (5) 五．ADC0809设计方案 (6) 1．EWB仿真 (7) 2．模数转换PROTEL (7) 模数转换PCB (8) 六. 个人总结与感想： (8) 注：主要负责：模数转换PROTEL PCB
一.设计目标 1. 熟悉数模/模数转换原理； 2. 运用DAC0832和ADC0809设计数模/模数转换器； 数/模转换器DAC0832 二、DAC0832的设计原理 数模转换器DAC0832是接收数字量，输出一个与数字量相对应的电流信号的模拟量接口。 DAC0832是双列直插式8位D/A转换器。能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。图1-1和图1-2分别为DAC0832的引脚图和内部结构图。其主要参数如下：分辨率为8位，转换时间为1μs，满量程误差为±1LSB，参考电压为(+10?/span>-10)V，供电电源为(+5～+15)V，逻辑电平输入与TTL 兼容。从图1-1中可见，在DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的允许锁存信号为ILE，第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号 /XFER。 上图中，当ILE为高电平，片选信号 /CS 和写信号 /WR1为低电平时，输入寄存器控制信号为1，这种情况下，输入寄存器的输出随输入而变化。此后，当 /WR1由低电平变高时，控制信号成为低电平，此时，数据被锁存到输入寄存器中，这样输入寄存器的输出端不再随外部数据DB的变化而变化。 对第二级锁存来说，传送控制信号 /XFER 和写信号 /WR2同时为低电平时，二级锁存控制信号为高电平，8位的DAC寄存器的输出随输入而变化，此后，当/WR2由低电平变高时，控制信号变为低电平，于是将输入寄存器的信息锁存到DAC寄存器中。 图中其余各引脚的功能定义如下： (1)、DI 7～DI ：8位的数据输入端，DI 7 为最高位。 (2)、I OUT1 ：模拟电流输出端1，当DAC寄存器中数据全为1时，输出电流最大，当 DAC寄存器中数据全为0时，输出电流为0。 (3)、I OUT2 ：模拟电流输出端2， I OUT2 与I OUT1 的和为一个常数，即I OUT1 ＋I OUT2 ＝常 数。