uO(t)
O
（c）采样保持信号
t
图5 模拟信号的采样保持
15
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采样—保持信号uO
量化电平uq
7 8 U REF uO U REF (7 ~ 8) 8 8
7
1 2 U REF uO U REF (1 ~ 2) 8 8 1 0 uO U REF 8 U REF 1 n U REF 2 8
uOm
2n 1 n U REF 2
3.DAC的主要参数
（1）分辨率 输入变化1LSB时，输出端产生的电压变化。 LSB：Least Significant Bit MSB：Most Significant Bit
a. 用输出的电压（电流）值表示 U REF uOm R n n 2 2 1
(0 ~ 1)
…
1
0
最大量化误差 max 1
16
…
电工电子实验——数模转换与模数转换的应用
采样—保持信号uO
量化电平uq
13 15 U REF uO U REF (6.5 ~ 7.5 ) 15 15
7
1 3 U REF uO U REF (0.5 ~ 1.5) 15 15
3.ADC的主要参数
（1）分辨率：所能分辨的输入模拟量的最小值。 a. 用输入的电压（电流）值表示
U REF U Im R n n 2 2
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C
uI
F A
1
R J
A
G
D
D0
D /A
QA
S K D
D1
转 QB U' R EF 换
R J
B
S K D R J
（1）构成
电阻网络、双向电子模拟开关、求和放大器、
数码寄存器、参考电源 （2）工作原理
U REF R f uO n 2 R
i D 2 i KDU REF i 0 n 1
U REF 通常取 Rf=R，则： uO 2n D
6
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IR =
U REF U REF
C D2
QC 器
S K D R J
D D3
图6 4位逐次逼
近型A/D转换器 结构图
012 3 4
QD
S K
UR EF
CP
时 序 分配 器
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CP CP0 CP1 CP2 CP3 CP4
图7 时序分配器输出波形
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b. 用百分比表示
U REF n u 1 2 R n U Im U REF 2
c. 用位数n表示 （2）转换误差 a.绝对误差 ： 与输出数字量对应的理论模拟值与产生该数 字量的实际输入模拟值之间的差值
1 0 uO U REF (0 ~ 0.5) 0 15 2 2 n1 U REF U REF 最大量化误差 max 2 1 15 2
17
…
1
…
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2.逐次逼近式ADC
（1）组成
电压比较器、D/A转换器、时序分配器、
JKFF、寄存器
①舍尾方法 ②四舍五入方法
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u1(t)
O (a)模拟输入信号
t
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S (t )
O
( b′)采样信号
t
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S (t )
O
(b)采样输出信号
t
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(3)建立时间tset 从输入的数字量发生突变开始，直到输出电 压进入与稳态值相差±½ LSB范围以内的这段时 间。 uO
±½LSB
tset
t
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三、ADC
1.模数转换的一般过程
（1）采样和保持
（2）量化与编码 量化电平（离散电平） ：都是某个最小单位（ 量化单位△）的整数倍的电平。
A
R
R IR IR
2
2R
B
R IR
8
2R
C
M
R IR
2 n -1
2R
N
IR
2
IR
2 n -1
2R
IR
2n
2R 2R
4
S0
S1
S2
S n-2
S n-1 P
RF
∞
I∑
D n-1 D n-2 D n-3 D1 D0
uO
图4 倒T型R-2R电阻网络D/A转换电路
7
电工电子实验——数模转换与模数转换的应用
满量程电压值：
4
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uALeabharlann 6 421111 1101 1011 1001 1110 1100 1010 0010 0100 0110 0001 0011 0101 0111
D
-2
-4 -6
图3 D和uA的关系图
5
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2.倒T型R-2R电阻网络DAC
2.主要技术指标
（1）精度：用分辨率、转换误差表示 （2）速度：用转换时间、转换速率表示
3
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二、 DAC
1.DAC的基本原理
参考电源 UREF D 数码 寄存器 模拟 开关 译码 网络
n 1 i 0
求和 放大器
uA
图2 DAC方框图
u A KDU REF KU REF Di 2i
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电工电子实验教学中心
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目 录
一、概述
二、DAC
三、ADC
四、常用DAC
五、综合实验设计
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一、概述
1.概念及其应用
传感 器 A/D 计算 机 被测被控对象 图1 典型的数字控制系统框图 D/A 模拟 控制
2.工作原理
先使JKFF的最高位为1，其余低位为0，比 较，下一CP有效沿到，决定1的去留； 再使JKFF的次高位为1，其余低位为0，比
较，下一CP有效沿到，决定1的去留；
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直到最低位比较完为止。此时JKFF中所存
的数码就是所求的输出数字量。 转换位数为N，则转换时间为(N+1)Tcp。
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b. 用百分比表示
u 1 R n U Om U REF (2n 1) 2 1 2n
c. 用位数n表示
(2)转换误差 a. 绝对误差：实际值与理想值之间的差值。
U REF n 2
b. 相对误差：绝对误差与满量程的比值。
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