电工电子技术基础知识-课件.ppt

1、电工电子基础知识电工电子基础知识第一章第一章 电工基础知识电工基础知识1.11.1 电路的基本概念电路的基本概念1.21.2 正弦交流电的基本知识正弦交流电的基本知识1PPT课件第二章第二章 电子技术的基础知识电子技术的基础知识2.1 2.1 直流稳压电源的基础知识直流稳压电源的基础知识2.2 2.2 基本逻辑器件的基础知识基本逻辑器件的基础知识2.32.3组合逻辑的基础知识组合逻辑的基础知识 2.42.4模模/数、数数、数/模转换的基础知识。模转换的基础知识。2PPT课件 电路：电路：由电气器件或设备，按一定方式连接起由电气器件或设备，按一定方式连接起来，完成能量的传输、转换或信息的处理、传

2、递。来，完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。组成：组成：电源、负载和中间环节。电源、负载和中间环节。手电筒电路3PPT课件4PPT课件电源是将其他形式的能量转化为电能的装置电源是将其他形式的能量转化为电能的装置负载是取用电能的装置，通常也称为用电器。负载是取用电能的装置，通常也称为用电器。中间环节是传输、控制电能的装置。中间环节是传输、控制电能的装置。5PPT课件二、电路的作用二、电路的作用实现电能的传输、分配和转换。完成信号的处理和传递。1.1.电力系统中：电力系统中：2.2.电子技术中：电子技术中：6PPT课件7PPT课件一、电流定义一、电流定义 带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动

3、带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成电流形成电流。单位时间内流过导体截面的电荷量定义为单位时间内流过导体截面的电荷量定义为电流强度。电流强度。dtdqi 二、电流的单位二、电流的单位A（安培）、（安培）、mA(毫安）、毫安）、A（微安（微安)三、电流的分类三、电流的分类 1、直流：当电流的量值和方向都不随时间变化时,称为直流电流,简称直流。361A=1010mAA8PPT课件三、电流的实际方向三、电流的实际方向 正电荷运动的方向。正电荷运动的方向。(客观存在）客观存在）电流的方向可用箭头表示电流的方向可用箭头表示,也可用字母顺序表示也可用字母顺序表示()abiRiab 2、交流：量值和方

4、向随着时间按周期性变化的电流,称为交流电流,简称交流。常用英文小写字母常用英文小写字母i表示。表示。直流电流常用英文大写字母直流电流常用英文大写字母I表示。表示。9PPT课件一、电压一、电压电场力把单位正电荷从一点移到另一点所电场力把单位正电荷从一点移到另一点所做的功。做的功。a bd Wduq（二）单位：（二）单位：（一）定义：（一）定义：V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏）（三）实际方向：（三）实际方向：由高电位端指向低电位端由高电位端指向低电位端3611010kVVmV10PPT课件二、电位二、电位（一）定义：（一）定义：把电路中任一点与参考点（规定电位能为零

5、把电路中任一点与参考点（规定电位能为零的点）之间的电压，称为该点的电位。也即该点对参考点所的点）之间的电压，称为该点的电位。也即该点对参考点所具有的电位能。具有的电位能。（电路中电位参考点：接地点，（电路中电位参考点：接地点，Vo=0）（二）单位：（二）单位：V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏）电压的方向可用箭头表示电压的方向可用箭头表示,也可用字也可用字母顺序表示母顺序表示()，也可用，也可用+，-号表示号表示abu+u -Ruab参考点的电位为零可用符号参考点的电位为零可用符号“”表示。表示。11PPT课件电路中两点之间的电压也可用两点间的电位差表示：aabbu

6、VV注意注意电路中两点之间的电压是不变的，电位随参电路中两点之间的电压是不变的，电位随参考点考点(零电位点零电位点)的选择不同而不同。的选择不同而不同。如果如果A、B的实际电位为：的实际电位为：V2 V6BAVVABUAB=4 V12PPT课件图图 手电筒电路原理图手电筒电路原理图13PPT课件 一、一、定义：定义：电源力把单位正电荷从电源力把单位正电荷从“-”极板经电源极板经电源内部移到内部移到“+”极板所做的功。极板所做的功。dWdeq 二、二、单位：单位：V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏）三、实际方向：三、实际方向：由低电位端指向高电位端由低电位端指向高电位

7、端电动势的方向用电动势的方向用+，-号号表示，表示，也可用箭头表示。也可用箭头表示。U=E用字母用字母e（E）表示。）表示。R+IEU+-14PPT课件 电动势电动势描述的是电源内部电源内部电源力克服电场力把正电荷从低电位推到高电位的正极所做的功，是其他形式能量转换为电能的过程其他形式能量转换为电能的过程。电压电压描述的是电源外部电源外部的负载电路中（外电路）电场力推动正电荷从高电位移到低电位，同时克服负载中的阻力所做的功，是电能转电能转换为其他形式能量的过程换为其他形式能量的过程。15PPT课件物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E (电

8、位升高的方向电位升高的方向)电压电压 U(电位降低的方向电位降低的方向)高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、V物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向16PPT课件 例：1、一个电路的基本组成包括（）导线B、电源 C、开关D、负载 2.不论电路如何复杂，总可归纳为由电源、_、中间环节三部分组成。A电阻 B电容 C电感 D负载17PPT课件1.2 正弦交流电的基本知识正弦交流电的基本知识18PPT课件1.2.1 正弦量正弦量的三要素的三要素19PPT课件 随时间按正弦规律变化的交流电压、电流称为随时间

9、按正弦规律变化的交流电压、电流称为正弦电压、电流。正弦电压、电流。正弦电压、电流等物理量统称为正弦量。正弦电压、电流等物理量统称为正弦量。Riab)sin(mitIi 规定电流参考方向如图规定电流参考方向如图i i t t0 0i正半周：正半周：电流实际方向与参考方向相同电流实际方向与参考方向相同负半周：负半周：电流实际方向与参考方向相反电流实际方向与参考方向相反+振幅振幅角频率角频率初相角初相角20PPT课件描述正弦量变化快慢的参数：描述正弦量变化快慢的参数：周期周期(T):变化一个循环所需要变化一个循环所需要 的时间，的时间，频率频率(f):单位时间内的周期数单位时间内的周期数 。角频率角

10、频率():每秒钟变化的弧度数，每秒钟变化的弧度数，。三者间的关系示为：三者间的关系示为：=2 /T=2 f f=1/TT T t t2 2 t t i i0 0T/T/2 2 我国和大多数国家采用我国和大多数国家采用作为电力工业标准作为电力工业标准频率频率()，少数国家采用，少数国家采用60Hz。21PPT课件 正弦量任意瞬间的值正弦量任意瞬间的值 称为瞬时值，用称为瞬时值，用小字母小字母表示表示:i、u、e正弦量在一个周期内的正弦量在一个周期内的最大值，用带有最大值，用带有下标下标m的大写字母的大写字母表示表示:Im、Um、Em 一个交流电流的做功能力相当于某一数值的一个交流电流的做功能力相

11、当于某一数值的直流电流的做功能力，这个直流电流的数值就叫该交直流电流的做功能力，这个直流电流的数值就叫该交流电流的流电流的。用。用大写字母大写字母表示：表示：I、U、E 描述正弦量数值大小的参数：描述正弦量数值大小的参数：t t i i0 0振幅振幅 Im 22PPT课件 用用仪表测得仪表测得的的交流电压、电流值交流电压、电流值，就是被，就是被 测物理量的测物理量的有效值有效值。标准电压。标准电压220V，也是也是 指供电电压的有效值。指供电电压的有效值。交流设备名牌交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值标注的电压、电流均为有效值注意注意23PPT课件1.2.2 三相电三相电源源24PPT课件

12、三相绕组三相绕组n单相绕组单相绕组（是转动的，亦称（是转动的，亦称）三相绕组的三相电动势幅三相绕组的三相电动势幅值相等值相等,频率相同频率相同,彼此之彼此之间相位相差间相位相差120。+SN铁心铁心绕组绕组+SN+SN+SN+SN+SN+SN+SN（是固定的，亦称（是固定的，亦称）：定子铁心内圆周表面）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。有槽，放入三相电枢绕组。1L1L 1L1L 2L2L 3L 3L1L1L 2L2L 3L3L 25PPT课件tUu sinm1)120sin(m2 tUu)120sin()240sin(mm3 tUtUu 三相电三相电源源是由三相发电机产生的频率相同

13、、是由三相发电机产生的频率相同、幅值相等、相位互差幅值相等、相位互差120120的三相对称正弦电压的三相对称正弦电压。U Um mUUm m t t0 02 2 u u1 1u u3 3u u2 226PPT课件也可用相量表示也可用相量表示：120120U U1 1 U U3 3 U U2 2 120120120120三相电压相量图三相电压相量图特点为：特点为：0221 UUU0321 uuu 频率相同、幅值相等、频率相同、幅值相等、相位互差相位互差120120的三相的三相电压称电压称为为。o3120UU o2120 UUo10UU 三相交流电压出现正幅值（或相应零值三相交流电压出现正幅值（或

14、相应零值)的顺序称为的顺序称为 。在此相序为在此相序为1-2-3-11-2-3-1称为称为 在电力系统中一般用在电力系统中一般用区别区别1 1、2 2、3 3三相。三相。相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。27PPT课件2.1 直流稳压电源的基本知识直流稳压电源的基本知识28PPT课件滤波滤波整流整流稳压稳压变压变压负负载载OtuOtuOtuOtuOtu220 V单向脉动单向脉动直流电压直流电压合适的合适的交流电压交流电压滤波滤波稳压稳压：把交流电压变成稳定的大小合适把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压。的直流电压。2

15、9PPT课件 例题：判断：1、只要示波器或晶体管图示仪正常，电源电压也正常，则通电后可立即投入使用。()30PPT课件2.2 基本逻辑器件的基本知识基本逻辑器件的基本知识 2.2.1 数制与编码数制与编码 2.2.2 逻辑代数及应用逻辑代数及应用 2.2.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路31PPT课件2.2.1 数制与编码数制与编码32PPT课件1 数制：数制：（1）十进制（）十进制（Decimal number）-逢十进一逢十进一数码：数码：0 9位权：位权：10 i(123.45)10=(123.45)D21012105104103102101 （2）二进制（）二进制（Binary num

16、ber）-逢二进一逢二进一数码：数码：0，1位权：位权：B 2 (101.11)(101.11)210122121212021 2 i33PPT课件210)()26(26213余数余数206213202 110111010除基数除基数得余数得余数作系数作系数从低位从低位到高位到高位B 2 (101.11)(101.11)210122121212021 10)5.75(34PPT课件 i 16H16(2A.7F)(2A.7F)210116151671610162 iiNkD ikiN第第i位的系数位的系数,第第i位的权位的权35PPT课件二、十、十六进制的数码比较：二、十、十六进制的数码比较：十

17、进制十进制 二进制二进制 十六进制十六进制十进制十进制 二进制二进制 十六进制十六进制0000010011201023011341004510156110671117810008101010910019A111011B121100C131101D141110E151111F36PPT课件编码：编码：几种常见的几种常见的BCD代码：代码：8421码码2421码码5421码码0000 0001 0010 0011 01000 1 2 3 48421码与十进制码的对应关系：码与十进制码的对应关系：十进制数码：十进制数码：8421码：码：十进制数码：十进制数码：8421码：码：5 6 7 8 9010

18、1 0110 0111 1000 1001二二十进制编码，或十进制编码，或BCD码：码：用二进制数表示十进制数的用二进制数表示十进制数的编码方法编码方法37PPT课件2.2.2 逻辑代数及应用逻辑代数及应用38PPT课件1 逻辑代数及基本运算逻辑代数及基本运算一、逻辑代数（布尔代数一、逻辑代数（布尔代数Boole AlgebraBoole Algebra）用来描述）用来描述数字电路和数字系统的结构和特性。数字电路和数字系统的结构和特性。.),(CBAfZ 逻辑变量取值逻辑变量取值：0 1 一种状态一种状态另一状态另一状态高电平高电平低电平低电平真真假假是是非非有有无无1001正逻辑正逻辑 负逻

19、辑负逻辑39PPT课件（1 1）与逻辑）与逻辑（逻辑乘）（逻辑乘）决定一事件的所有条件都具备时事件才发生的逻辑关系决定一事件的所有条件都具备时事件才发生的逻辑关系真值表真值表ABF000110110001逻辑函数式逻辑函数式F=AB 40PPT课件（2 2）或逻辑）或逻辑（逻辑加）（逻辑加）决定一事件结果的诸条件中，只要有一个或一个决定一事件结果的诸条件中，只要有一个或一个以上具备时，事件就会发生的逻辑关系。以上具备时，事件就会发生的逻辑关系。ABF0 00 11 01 10111逻辑函数式逻辑函数式FAB真值表真值表41PPT课件（3 3）非逻辑）非逻辑（逻辑反）（逻辑反）只要条件具备了，事

20、件便不会发生；条件不具备，只要条件具备了，事件便不会发生；条件不具备，事件一定发生的逻辑关系。事件一定发生的逻辑关系。真值表真值表AF0 110逻辑函数式逻辑函数式F A42PPT课件加：加：0+0=00+1=11+1=1 乘：乘：0 0=00 1=01 1=1 非：非：1 0 0 1 加：加：A+0=AA+1=1A+A=A乘乘:A 0=0A 1=AA A=A 非：非：0 AA AA1 AA ABBA ABBA 14.2.2 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则43PPT课件AB)A(ABA 1BAB)(AA(ABAA BABA BABA A)BA(BBAAB AABABA)A(ABBAA)(

21、ABABA)(结合律结合律 CBACBA CBACBA 分配律分配律 ACABCBA CABABCA 44PPT课件2.2.3 基本逻辑基本逻辑门电路门电路45PPT课件 +VCCABFR与逻辑关系表达式与逻辑关系表达式F=ABF=AB46PPT课件ABF0 00 11 01 10001ABF&ABR-VCCF 只要输入只要输入A A、B B中一个中一个为为高电平高电平，则输出，则输出F F 为为高高电平；电平；只有输入只有输入A A、B B同时为低同时为低电平电平时，输出时，输出F F才为才为低低电平。可见电平。可见输入与输出呈现输入与输出呈现或或逻辑关系。逻辑关系。47PPT课件 F=A+

22、BF=A+BABF1ABF0 00 11 00111 1148PPT课件+VCCRCVSSR2R1AFA1F非逻辑真值表非逻辑真值表AF0011A F 49PPT课件+VCCRCVSSR2R1FRABABF AB&F11100 00 11 01 1ABF50PPT课件+VCCRCVSSR2R1AFB10000 00 11 01 1ABFABF1BAF 51PPT课件2.3 组合逻辑的基本知识组合逻辑的基本知识52PPT课件译码器（译码器（DecoderDecoder）译码：译码：编码的逆过程，将二进制代码翻译为原来编码的逆过程，将二进制代码翻译为原来的含义，完成这种功能的电路为译码器的含义，完

23、成这种功能的电路为译码器分为分为通用译码器通用译码器和和显示译码器显示译码器两大类两大类1.1.译码的含义译码的含义2.2.译码器的种类译码器的种类（1）通用译码器）通用译码器通用译码器包括通用译码器包括变量译码器变量译码器和和变换译码变换译码器器(a)变量译码器变量译码器变量译码器是变量译码器是n线线2n线线译码器译码器A0Y0A1An-1Y1Ym-1二进制二进制译码器译码器3 3 线线 8 8 线译码器线译码器 74LS13874LS1384 4 线线 16 16 线译码器线译码器 74LS154 74LS154 53PPT课件(b)变换译码器变换译码器代码变换译码器是代码变换译码器是4

24、4线线1010线译码器。线译码器。这种译码器驱动能力弱。如这种译码器驱动能力弱。如:CT5442 CC54HC42(2)(2)显示译码器显示译码器 与几种显示器配套使用的译码器，分为与几种显示器配套使用的译码器，分为共阴、共阴、共阳、共阳、CMOS显示器显示器三种。三种。(a)TTL共阴显示译码器共阴显示译码器，以，以TTL标准的高电平点燃标准的高电平点燃共阴显示器，常用的型号有：共阴显示器，常用的型号有：74LS48 CT54LS48。(b)TTL共阳显示译码器共阳显示译码器，以，以TTL标准的低电平点燃标准的低电平点燃共阳显示器，使用时外接共阳显示器，使用时外接400欧左右的限流电阻，常用

25、的欧左右的限流电阻，常用的型号有：型号有：CT5449 CT54461 CT54V。(c)CMOS显示译码器显示译码器(无共阴、阳之分），常用的有无共阴、阳之分），常用的有CC4055 C306 CC14543 CC14544等。等。54PPT课件（2 2）中规模通用译码器）中规模通用译码器1.1.3 3 位二进制位二进制3 3线线-8-8线译码器线译码器000工作原理：工作原理：11111101&Y7&Y6&Y5&Y4&Y3&Y2&Y1&Y0A2A2A1A1A0A0111111A2A1A00011111011101010111111011111011111001111101110111111

26、110110110111111110111111155PPT课件A0 A1 A2 Y7 Y7 功能示意图功能示意图74LS138Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 A0 A1 A2 STB STC STA CASTST,ST,B输入选通控制端：输入选通控制端：1ST 0BCASTST或芯片芯片禁止禁止工作工作芯片芯片正常正常工作工作译码器的功能表（真值表）略译码器的功能表（真值表）略 利用利用74LS138实现三变实现三变量或者二变量的逻辑函数。量或者二变量的逻辑函数。0ST 1BCASTST且56PPT课件 已知逻辑函数已知逻辑函数,试用译码器

27、试用译码器74LS138实现。实现。ABCCABAYABCCABAYABCCABAY5v A B C57PPT课件4.BCD 4.BCD 七段显示译码器七段显示译码器 功能：功能：将机器中运行的二将机器中运行的二-十进制十进制BCDBCD码码直接译成能直接译成能显示十进制数的代码，并通过显示器显示出来。显示十进制数的代码，并通过显示器显示出来。aebcfgdhabcdefgcom共共阳阳极极abcdefgcom共共阴阴极极YaA3A2A1A0+VCC+VCC显示显示译码器译码器共阳共阳YbYcYdYeYfYg0000000000100010010100111100100100011010001

28、010110000011010011000100100010000001110001111100000000001001000010058PPT课件2.4 时序逻辑的基础知识时序逻辑的基础知识1 触发器触发器2 计数器计数器3 寄存器寄存器4 定时器定时器59PPT课件 电路的输出状态不仅取决于电路的输出状态不仅取决于当时当时的输入信号，的输入信号，而且与电路而且与电路原来的状态有关，当输入信号消失后，原来的状态有关，当输入信号消失后，电路状态仍维持不变电路状态仍维持不变。这种。这种具有存贮记忆功能具有存贮记忆功能的的电路称为时序逻辑电路。电路称为时序逻辑电路。时序逻辑电路的特点：时序逻辑电路

29、的特点：60PPT课件 门电路是组合逻辑电路的基本单元，时序逻门电路是组合逻辑电路的基本单元，时序逻辑电路的基本单元则是我们本章要重点介绍的辑电路的基本单元则是我们本章要重点介绍的触触发器。发器。触发器具有触发器具有记忆记忆功能功能，可用来保存二进制，可用来保存二进制信息。信息。触发器是触发器是可以记忆可以记忆1 1位二值信号位二值信号的逻辑电路的逻辑电路部件。根据逻辑功能的不同，触发器可以分为部件。根据逻辑功能的不同，触发器可以分为RSRS触发器、触发器、JKJK触发器、触发器、D D触发器。触发器。61PPT课件 基本基本RSRS触发器是任何结构复杂的触发器必须触发器是任何结构复杂的触发器

30、必须包含的一个最基础的组成单元，它可以由两个与包含的一个最基础的组成单元，它可以由两个与非门或两个或非门交叉连接构成。例如由两个与非门或两个或非门交叉连接构成。例如由两个与非门构成的非门构成的RSRS触发器：触发器：1.1 基本基本RSRS触发器触发器62PPT课件逻辑符号逻辑符号QQSDRDSDRDQ1 0 0 置置00 1 1 置置11 1 不变不变 保持保持0 0 同时变同时变 1后不确定后不确定功能功能63PPT课件 在数字电路中，凡根据输入信号R、S情况的不同，具有置0、置1和保持功能的电路，都称为RS触发器。常用的集成RS触发器芯片有74LS279和CC4044等。下图为它们的管脚

31、排列图：16 15 14 13 12 11 10 974LS279 1 2 3 4 5 6 7 8VCC 4S 4R 4Q 3SA 3SB 3R 3Q1R 1 SA 1SB 1Q 2R 2S 2Q GND 16 15 14 13 12 11 10 9CC4044 1 2 3 4 5 6 7 8VDD 4S 4R 1Q 2R 2S 3Q 2Q4Q NC 1S 1R EN 1R 1S VSS64PPT课件可控可控RS状态表状态表0 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1QnQn时钟到来前触发器的状态时钟到来前触发器的状态Qn+1时钟到来后触发器的状态时钟到来后触发器的状态逻辑符号逻辑

32、符号QQSR CSDRDC高电平时触发器状态由高电平时触发器状态由R、S确定确定65PPT课件 显然，可控的显然，可控的RS触发器只有在时钟脉冲触发器只有在时钟脉冲CP=1期期间才能触发而使状态发生改变。可控间才能触发而使状态发生改变。可控RS触发器的触发器的电路图符号如下图所示：电路图符号如下图所示：可控可控RS触发器存在触发器存在“空翻空翻”问题。问题。为确保数字系统的可靠为确保数字系统的可靠工作，要求触发器在一个工作，要求触发器在一个CPCP脉冲期间至多翻转一次，即不脉冲期间至多翻转一次，即不允许空翻现象的出现。允许空翻现象的出现。为此，人们研制出了边沿触发方式为此，人们研制出了边沿触发

33、方式的主从型的主从型JKJK触发器和维持阻塞型的触发器和维持阻塞型的D D触发器等等。这些触触发器等等。这些触发器由于只在时钟脉冲边沿到来时发生翻转，从而有效地发器由于只在时钟脉冲边沿到来时发生翻转，从而有效地抑制了空翻现象。抑制了空翻现象。DSDRRCPS QQ小圆圈表示小圆圈表示电平有效电平有效S、R两输入端两输入端无小圆圈说明无小圆圈说明电平有效电平有效66PPT课件1.2 JK触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能nQJS nKQR Qn10 0 1 1 1 0 0Qn0 0 0 1 1 0 S 0 1C高电平时高电平时F主主状态状态由由J、K决定，决定，F从从状状态不变。态不变。C下降沿下

34、降沿()触发器触发器翻转（翻转（F从从状态与状态与F主主状态一致）。状态一致）。JK触发器状态表触发器状态表0 1 0 1 0 1 0 1 67PPT课件J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn ()C下降沿触发翻转下降沿触发翻转触发器工作时触发器工作时SD、RD应接应接高电平高电平。CQJKSDRDQ68PPT课件D Qn+1 0101逻辑符号逻辑符号D CQQRDSDCQn+1=Dn；结论：结论：1.3 D触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能69PPT课件70PPT课件 按功能分按功能分71PPT课件二进制数二进制数Q3Q2Q1Q0脉冲数脉冲数(C)十进制数十进制数

35、0123456789100 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 0 00123456789072PPT课件73PPT课件VAVBUCC地地+C1+C2QQRDSD5K5K5KT574PPT课件2.5 模模/数、数数、数/模转换的基础知识。模转换的基础知识。1 DAC 2 ADC75PPT课件概概 述述 为了能用数字技术来处理模拟信号，必须把模拟信号转换成数字信号，才能送入数字系统进行处理。同时，往往还需把处理后的数字信号转换成模拟信号，作为最后的输出。我们把前一种从模拟信号到数字信号的转

36、换称为模数转换，或称为A/D（Analog to Digital）转换，把后一种从数字信号到模拟信号的转换称为D/A（Digital to Analog）转换。同时，把实现A/D转换的电路称为A/D转换器（Analog Digital Converter）；把实现D/A转换的电路称为D/A转换器（Digital Analog Converter）。76PPT课件 在目前常见的D/A转换器中，有权电阻网络D/A转换器，倒梯形电阻网络D/A转换器等。A/D转换器的类型也有多种，可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大类。在直接A/D转换器中，输入的模拟信号直接被转换成相应的数字信号；而在间接

37、A/D转换器中，输入的模拟信号先被转换成某种中间变量（如时间、频率等），然后再将中间变量转换为最后的数字量。77PPT课件控制对象模拟非电量X(t)传感器模拟电量u(t)放大器放大后模拟电量u(t)A/D数字量D数字计算机数字量D/A模拟电量 执行元件图 8-1A/D、D/A转换器在数字系统中的应用 78PPT课件1 八位集成八位集成DAC0832 图 10-6 集成DAC0832框图与引脚图 79PPT课件 它由一个八位输入寄存器、一个八位DAC寄存器和一个八位D/A转换器三大部分组成，D/A转换器采用了倒T型R-2R电阻网络。由于DAC0832有两个可以分别控制的数据寄存器，所以，在使用时

38、有较大的灵活性，可根据需要接成不同的工作方式。DAC0832中无运算放大器，且是电流输出，使用时须外接运算放大器。芯片中已设置了Rfb，只要将 9 脚接到运算放大器的输出端即可。若运算放大器增益不够，还须外加反馈电阻。80PPT课件 器件上各引脚的名称和功能如下：ILE：输入锁存允许信号，输入高电平有效。CS：片选信号，输入低电平有效。WR1：输入数据选通信号，输入低电平有效。WR2：数据传送选通信号，输入低电平有效。XFER：数据传送选通信号，输入低电平有效。D7D0：八位输入数据信号。UREF：参考电压输入。一般此端外接一个精确、稳定的电压基准源。UREF可在-10V至+10 V范围内选择

39、。Rfb：反馈电阻（内已含一个反馈电阻）接线端。81PPT课件 IOUT1：DAC输出电流 1。此输出信号一般作为运算放大器的一个差分输入信号。当DAC寄存器中的各位为 1 时，电流最大；为全 0 时，电流为 0。IOUT2：DAC输出电流2。它作为运算放大器的另一个差分输入信号（一般接地）。IOUT1和IOUT2满足如下关系：IOUT1+IOUT2=常数 UCC：电源输入端（一般取+5V）。DGND：数字地。AGND：模拟地。82PPT课件 从DAC0832的内部控制逻辑分析可知，当ILE、CS和WR1同时有效时，LE1为高电平。在此期间，输入数据D7D0进入输入寄存器。当WR2和XFER同

40、时有效时，LE2为高电平。在此期间，输入寄存器的数据进入DAC寄存器。八位D/A转换电路随时将DAC寄存器的数据转换为模拟信号（IOUT1+IOUT2）输出。DAC0832 的使用有双缓冲器型、单缓冲器型和直通型等三种工作方式。83PPT课件2 A/D转换器转换器(ADC)A/D转换器的基本工作原理转换器的基本工作原理 A/D转换是将模拟信号转换为数字信号，转换过程通过取样、保持、量化和编码四个步骤完成。1.取样和保持取样和保持 取样（也称采样）是将时间上连续变化的信号转换为时间上离散的信号，即将时间上连续变化的模拟量转换为一系列等间隔的脉冲，脉冲的幅度取决于输入模拟量。其过程如图 10-8

41、所示。图中Ui(t)为输入模拟信号，S(t)为采样脉冲，为取样后的输出信号。)(tUo84PPT课件八位集成八位集成ADC0809 图图 10-17 ADC0809电原理和引脚图电原理和引脚图(a)电原理框图；电原理框图；(b)引脚图引脚图 85PPT课件 （1）八路模拟开关及地址的锁存和译码八路模拟开关及地址的锁存和译码 ADC0809通过IN0IN7可输入八路单端模拟电压。ALE将三位地址线ADDC、ADDB和ADDA进行锁存，然后由译码电路选通八路模拟输入中的某一路进行A/D转换，地址译码与选通输入的关系如表 10-3所示。表 10-3 地址译码选通表 通道号 01234567地址 ADDC00001111ADDB00110011ADDA0101010186PPT课件 （2）八位八位D/A转换器转换器 ADC0809内部由树状开关和256R电阻网络构成八位D/A转换器，其输入为逐次近似寄存器SAR的八位二进制数据，输出为UST，变换器的参考电压为UR(+)和UR(-)。87PPT课件