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第 7 章 - PowerPoint PPT Presentation

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PowerPoint Slideshow about ' 第 7 章' - iolani

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

7.1数/模(D/A)转换器

7.2 模/数(A/D)转换器

7.3模拟开关与采样-保持（S/H）电路

7.1数/模(D/A)转换器

7.1.1T型电阻网络D/A转换器

7.1.2集成D/A转换器举例

7.1.1T型电阻网络D/A转换器

D/A的组成框图

R

R

R

A

B

C

D

UREF

I3

I2

I1

I0

I

2R

2R

2R

2R

2R

Rf

S2

S0

S3

S1

8

UO

Io1

_

Io2

+

D3

D2

D1

D0

+

T型电阻网络D/A转换器

S为电子开关。

R

R

R

A

B

C

D

UREF

I3

I2

I1

I0

I

2R

2R

2R

2R

2R

_

+

S2

S0

S3

S1

+

I

8

UO

UREF

Io1

I

=

UREF

R

R

Io2

D3

D2

D1

D0

T型电阻网络的等效电路

R

UREF

I

=

UREF Rf

UREF Rf

R

UO= – (Dn-1 2n-1+Dn-2 2n-2+…+D121+D020)

UO= – (D3 23+D2 22+D121+D020)

2n R

24 R

I

R

R

R

UREF

A

B

C

D

I0

R

R

R

Io1

A

B

C

D

=

I3

I2

I1

I0

+

+

+

=

24

（D3 23 +D2 22 + D121

+ D020

UREF

I3

I2

I1

I0

I

I

I3

I3

I2

I1

I1

I0

I2

2R

2R

2R

2R

2R

Rf I

2R

2R

2R

2R

= –

（D3 23 +D2 22 + D121

+ D020

Rf

24

S2

S0

S3

S1

8

UO

Io1

_

Io2

+

D3

D2

D1

D0

+

UO= –Rf I01

2R

1

≈0.001

210-1

D/A的主要技术参数

※ 分 辨 率:

※ 转换精度：

※ 转换速度：

Iout1

Iout2

GND

D9

D8

RF

16

1

D7

UREF

15

2

D6

3

UDD

14

D5

D0

4

13

12

D1

5

D2

11

6

D3

10

7

8

D4

9

7.1.2集成D/A转换器举例

CC7520 D/A转换器

CC7520是10位CMOS电流开关型D/A转换器，其结构简单，通用性好。片内只含倒T型电阻网络、电子开关和反馈电阻RF，应用时外部要接参考电压源和运算放大器。

Iout1、Iout2：电流输出端

GND：接地端

D9~D0：数字信号输入端

UDD：电源输入端，5 ~ 10V

UREF：基准电源，–10V ~ +10V

RF：反馈信号输入端

CC7520 外部引脚图

UREF

UDD

15

14

D0

16

13

12

D1

CC7520

1

UREF

U0

UO= – (D9 29+D8 28+…+D121+D020)

……

210

D9

2

4

3

_

+

+

CC7520 D/A转换器应用电路

U02

_

+

A2

+

UREF

+15V

15

14

4

16

D9

D8

5

6

CC7520

1

D7

A1

……

U01

2

D0

13

3

_

+

+

10k

1k

UO2

DZ

C

R2

20k

R1

UO1

7.2模/数(A/D)转换器

7.2.1 逐次逼近型A/D转换器

*7.2.2 双积分型A/D转换器

A/D 转换器的作用是将输入的模拟电压数字化。

7.2.1逐次逼近型A/D转换器

CP

D/A

1

0

1

1

Q

Q

Q

Q

D

D

D

D

SD

J

Q0

C

C

C

C

C

UR

K

U0= (d323+d222+d121+d020)

RD

24

SD

J

Q1

C

0

K

RD

1

0

U+

SD

J

Q2

0

0

C

0

1

1

0

K

RD

1

C

SD

J

C0

Q3

C1

C

K

C2

RD

C3

C4

d1

d3

d2

d0

UR=8V

0

C4

C3

C2

C1

C0

0

D/A

U0=4V

U0=5.5V

U0=6V

U0=5V

1

0

D/A

U0

0

U+

1

+

+

1

0

Ui=5.52V

J

K

UA/V

6

5

4

d3 d2 d1 d0

UA/V

3

2

1

O

1

2

3

4

5.52

1

1000

4

UA<UI

UA逼近UI的波形

2

UA>UI

1100

6

3

1010

5

UA<UI

4

1011

5.5

UA≈UI

UA逼近U1的波形

D0 ~ D7：八位数字信号输出端

UCC：电源端， UCC=5V

AGND：模拟地端

DGND：数字地端

CLKIN：外部时钟脉冲输入端

CLKR：内部时钟脉冲端

INTR：输出控制端

RD：读出端，低电平有效

WD：写入端，低电平有效

CS：片选信号，低电平有效

UIN(+)、UIN(-)：模拟量输入端

*7.2.2双积分型A/D转换器

&

S2

C

A

Ui

R

S1

_

－UR

A1

_

B

+

uo

+

A2

+

+

CP

S2

uo

T1

T2

C

0

t

A

Ui

R

S1

_

－UR

A1

UP

B

_

+

uo

A2

+

+

CP

+

CP

t

&

0

Dout

t

0

1.定时采样阶段：S1合向A侧，从0开始对Ui积分。

A/D转换器的工作波形

S2

uo

T1

T2

C

0

t

A

Ui

R

S1

_

－UR

A1

UP

B

_

+

uo

A2

+

+

CP

+

CP

t

&

0

Dout

t

T1

TC

2n

0

-

-

UP

Ui

Ui

=

=

RC

RC

t=T1 时，S1合向B侧，停止采样。t=t1积分器输出为

A/D转换器的工作波形

S2

uo

T1

T2

C

0

t

A

Ui

R

S1

_

－UR

A1

UP

B

_

+

uo

A2

+

+

CP

+

CP

t

&

0

Dout

2n

t

Dout

=

1

t

Ui

-

uo =

dt

0

（–U R）

UP

U R

RC

T1

2.比较读数阶段：

t≥ T1时，积分器的输出电压

*7.3模拟开关和采样-保持电路

7.3.1模拟开关

7.3.2采样-保持（S/H）电路

7.3.1模拟开关

MOS场效应晶体管

CP

CP

T1

Ui

Uo

TG

Ui

Uo

Uo

Ui

TG

UDD

T2

D

CP

1

CP

Uo

Ui

D

CMOS传输门

0

1

2

3

UDD

4

4

16

1

COMMON

5

2

6

15

2

6

1

COMMON

3

14

7

CC4051

7

0

4

13

12

5

3

5

INH

A

11

6

UEE

B

10

7

USS

8

C

9

INH

A

B

C

CC4051模拟开关

uo

C

（t）

A2

A1

ui

（t）

uc

（t）

7.3.2采样-保持（S/H）电路

ui

（t）

uc

（t）

uo

（t）

0

t

0

t

t

0

A/D转

*7.4 非电量测量系统举例