第14章模拟信号与数字信号的相互转换-PPT课件.ppt

1、1 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页 2A/D传传感感器器计计算算机机执执行行机机构构控控制制对对象象D/A数数字字量量模模拟拟量量数数字字量量模模拟拟量量3 数字量数字量 与数字量等值与数字量等值 的十进制数成的十进制数成 正比的模拟量正比的模拟量 D/A D/A 转换器的组成：转换器的组成：(1)数码寄存器数码寄存器(2)模拟电子开关电路模拟电子开关电路(3)解码网络解码网络(4)求和电路求和电路(5)基准电压基准电压4D4 D3 D2 D1UREF 3R 82R 2R 2R 2R 2R 2R4 3 2 1 S4 S3 S2 S1 UoR R R 数模转换器数模转换器 电子双电

2、子双 向开关向开关 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 53R 82R 2R 2R 2R 2R 2R4 3 2 1 S4 S3 S2 S1 UoR R RUi=0=0(1)D4D3D2D1=00000000 时时 6+UREF24+UREF+2R 2R 2R R 4(2)D4D3D2D1=0000001 1 时（时（S1 单独接单独接 UREF）2R 2R 1 3 R 2 R R R UREF2UREF22R UREF23R 3R 8 Uo1 2R UREF 24 Uo1=输出：输出：7+UREF+2R 2R 2R R 4(3)D4D3D2D1=00001 10 0

3、 时（时（S2 单独接单独接 UREF）2R 2R 1 3 R 2 R R R UREF2UREF22R UREF23R 3R 8 Uo2 2R 输出：输出：UREF 23 Uo2=8+UREF2R 2R 2R R 4(4)D4D3D2D1=0 01 10000 时（时（S3 单独接单独接 UREF）2R 2R 1 3 R 2 R R R UREF2R UREF22R 3R 8 Uo3 2R 输出：输出：UREF 22 Uo3=9+UREF2R 2R 2R R 4(5)D4D3D2D1=1 1000000 时（时（S4 单独接单独接 UREF）2R 2R 1 3 R 2 R R R UREF2

4、R R 3R 8 Uo4 2R 输出：输出：UREF 21 Uo4=10Uo=D4Uo4D3Uo3D2Uo2D1Uo1 UREF 24+1Uo=2i Di 4i=1UREF2Uo=(D4 D3 D2 D1)UREF22UREF23UREF24 Di=1 1 时，时，Si 接接 UREF；Di=0 0 时，时，Si 接地。接地。若输入为若输入为 n 位，则位，则 UREF 2n+1Uo=2i Di ni=1122i Di ni=1与与n 位二进制数位二进制数等值的十进制数等值的十进制数11最小输出电压最小输出电压 输入二进制数为输入二进制数为 001 001 最大输出电压最大输出电压 输入二进制

5、数为输入二进制数为 111 111 Uomin Uomax KRR=1 2n1=分辨率分辨率 KRR 12 电子双向开关电子双向开关 VT1UREFDiSiUCC UBBVT2VT3VT41 10 01 11 1 饱和导通饱和导通 截止截止 13VT1UREFDiSiUCC UBBVT2VT3VT40 01 10 00 0 电子双向开关电子双向开关 14解：解：(1)输入二进制数为输入二进制数为 10111011 时时=2710(026025 124023122121)V =1.718 75 V 例例14.1.1 某六位某六位 R2R 型数模转换器的基准电压型数模转换器的基准电压 UREF=1

6、0V，求输入二进制数为，求输入二进制数为 10111011 和和 111101111101 两种两种 情况下的输出模拟电压及该数模转换器的分辨率。情况下的输出模拟电压及该数模转换器的分辨率。=9.531 25 V UREF 26+1Uo=2i Di 6i=1UREF 26+1Uo=2i Di 6i=1(2)输入二进制数为输入二进制数为 111101111101 时时(3)分辨率分辨率 KRR=1 2n1 =1 261=0.015915 逐次逼近型逐次逼近型 A/D 转换器的工作原理转换器的工作原理 在最高位在最高位设定数字量设定数字量 1 1D/A模拟量模拟量 与待转换的与待转换的 模拟量比较

7、模拟量比较 修改修改 在次高位在次高位设定数字量设定数字量 1 1D/A模拟量模拟量 修改修改 与待转换的与待转换的 模拟量比较模拟量比较直至设定的数字量与待转换的模拟量直至设定的数字量与待转换的模拟量之间的误差小于最低一位数字量为止。之间的误差小于最低一位数字量为止。16设设 UREF=10 V ux=6.88 VCP1 使使 Q4Q3Q2Q1=1 1000 000 uA=5V 6.88V清零清零 Q4 Q3 Q2 Q1DCRD SD RD SD RD SD RD SDDCDCDC顺序脉冲分配器顺序脉冲分配器FF4 D/A 转换器转换器8uxuA1111FF3 FF2 FF1 D4 D3 D

8、2 D1 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 0 00 00 00 01 11 117设设 UREF=10 V ux=6.88 VCP2 使使 Q4Q3Q2Q1=111100 00 uA=7.5V 6.88V清零清零 Q4 Q3 Q2 Q1DCRD SD RD SD RD SD RD SDDCDCDC顺序脉冲分配器顺序脉冲分配器FF4 D/A 转换器转换器8uxuA1111FF3 FF2 FF1 D4 D3 D2 D1 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 0 00 00 01 11 11 10 018设设 UREF=10 V ux=6.88 VCP3 使使 Q4Q3Q2Q1=1 10

9、01 10 0 uA=6.25V 6.88V清零清零 Q4 Q3 Q2 Q1DCRD SD RD SD RD SD RD SDDCDCDC顺序脉冲分配器顺序脉冲分配器FF4 D/A 转换器转换器8uxuA1111FF3 FF2 FF1 D4 D3 D2 D1 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 0 00 01 11 10 00 01 11 119设设 UREF=10 V ux=6.88 VCP4 使使 Q4Q3Q2Q1=1 10 01111 uA=6.875V 6.88V清零清零 Q4 Q3 Q2 Q1DCRD SD RD SD RD SD RD SDDCDCDC顺序脉冲分配器顺序脉冲分配

10、器FF4 D/A 转换器转换器8uxuA1111FF3 FF2 FF1 D4 D3 D2 D1 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 0 01 10 01 11 11 1CP5 使使 Q4Q3Q2Q1=1 10 01111 uA=6.875V 6.88V20 信号源信号源计时电路计时电路时间标准信号时间标准信号 译码显示电路译码显示电路 分频电路分频电路信信 号号秒秒较时电路较时电路报时电路报时电路21门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体 振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 105 HZ105 HZ 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计

11、数器（24进制）进制）分显示器分显示器 分译码器分译码器 分计数器分计数器（60进制）进制）秒显示器秒显示器 秒译码器秒译码器 秒计数器秒计数器（60进制）进制）2 kHz 500 Hz门门正常正常 计时时计时时 60 个秒脉冲个秒脉冲出一个进位脉冲出一个进位脉冲 60 个分脉冲个分脉冲出一个进位脉冲出一个进位脉冲 22门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体 振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 105 HZ105 HZ 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计数器（24进制）进制）分显示器分显示器 分译码器分译码器 分计数器分计数器（60进制）

12、进制）秒显示器秒显示器 秒译码器秒译码器 秒计数器秒计数器（60进制）进制）2 kHz 500 Hz门门关闭进位脉冲关闭进位脉冲“时计数器时计数器”按秒按秒 的速度快速走时的速度快速走时 校对校对 小时时小时时 23控制控制“门门”引导哪路信号引导哪路信号门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体 振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 105 HZ105 HZ 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计数器（24进制）进制）分显示器分显示器 分译码器分译码器 分计数器分计数器（60进制）进制）秒显示器秒显示器 秒译码器秒译码器 秒计数器秒计数器（60进

13、制）进制）2 kHz 500 Hz门门关闭进位脉冲关闭进位脉冲“分计数器分计数器”按秒按秒的速度快速走时的速度快速走时校对校对 分钟时分钟时 24(1)反光纸的光线使光敏二极管导通。反光纸的光线使光敏二极管导通。(2)转子每转一圈，电阻转子每转一圈，电阻 R 上形成一个脉冲信号。上形成一个脉冲信号。(3)整形电路将不规矩的脉冲信号变换成规矩的方波信号。整形电路将不规矩的脉冲信号变换成规矩的方波信号。(4)与门间隔地开通与门间隔地开通 1s，计数器记录，计数器记录 1s 内的脉冲个数。内的脉冲个数。(5)译码显示实时地显示转速值。译码显示实时地显示转速值。放大器放大器 整形整形 电路电路 与门与门 计数器计数器 译码器译码器 基准时间基准时间 脉冲发生器脉冲发生器 显示器显示器 RU 反光纸反光纸 电机电机 25 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页