第8章学习指导
学习目标
1.了解模拟量和数字量相互转换的意义。
2.理解R-2R型数模转换器的工作原理。
3.理解逐次逼近型模数转换器的工作原理。
4.了解D/A转换器、A/D转换器的转换精度,转换误差等性能指标的意义。
内容提要
为了用数字电路处理模拟信号,需要将模拟信号转换为对应的数字信号,以便送入数字系统进行处理。
处理后的数字信号往往还需再转换为模拟信号输出。
模拟量和数字量的相互转换必须通过模数转换器和数模转换器来实现。
将模拟量转换为数字量的电路或器件称为模数转换器,简称为A/D转换器或ADC,将数字量转换为模拟量的电路或器件称为数模转换器,简称为D/A转换器或DAC。
1.数模转换器(DAC)
D/A转换器是利用电阻网络和模拟开关,将多位二进制数转换为与之成比例的模拟电压或电流。
常见的D/A转换器有权电阻网络DAC,R~2R T型电阻网络DAC,R~2R倒T型电阻网络DAC以及权电流型DAC等,其中以R~2R倒T型电阻网络DAC应用最多。
DAC主要技术指标有:分辨率,转换精度,线性度,转换速度等。
2.模数转换器(ADC)
A/D转换器的功能是将输入的模拟电压转换为与之成比例的数字量,一个完整的A/D 转换过程由采样、保持、量化和编码四步完成。
常见A/D转换器类型有:逐次逼近型,双积分型和并联比较型。
逐次逼近型是目前集成A/D转换器中用得最多的。
ADC的主要技术指标有:分辨率,转换精度,转换速度等。
学习建议
(1) 先阅读教材第8章内容,然后观看教学视频;
(2) 再阅读第8章内容提要,观看内容提要中涉及到的相关知识点的教学视频,对这些知识点要理解并记住其结论。
(3) 完成第8章作业,对于不会做的题或结果与标准答案不同的题可再回头观看相关视频以期获得相关知识完成作业。
如通过观看视频仍不能掌握相关知识,则需通过在线答疑向辅导教师寻求答案,直到问题解决。
(4) 完成第8章自测题。
第8章课内需2学时,课外还需3学时才能完成。
重、难点指导
1.重点
(1) 倒T型电阻网络DAC和逐次逼近型ADC的工作原理。
(2) DAC和ADC的主要技术指标。
2.难点
((1) 倒T型电阻网络DAC转换原理。
(2) 逐次逼近型ADC转换原理。
章节与知识点对应关系
8.1数模转换器(DAC)
知识点8-01~8-05
8.2模数转换器(ADC)
知识点8-06~8-09
小结
1.在模拟信号和数字信号混合应用的电路系统中,需要使用将模拟量转为数字量或将数字量转换为模拟量的转换器,即A/D转换器和D/A转换器。
2.在D/A转换器中,T型电阻网络只要求两种阻值的电阻,便于集成,是集成D/A转换器普通采用的电路。
3.在A/D转换器中,最常用的是逐次逼近型A/D转换器和双积分A/D转换器,逐次逼近型A/D转换器的优点是转换速度较快,但对干扰信号的抑制能力较差,广泛应用于微机控制等要求速度较高的地方;双积分型A/D转换器的抗干扰能力强,但转换速度较慢,常用于精度要求高,但速度要求不高的仪器仪表中。
A/D和D/A转换器的主要技术参数是分辨率,转换精度和转换速度。