第7章數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路

1、(7-1)肖合九肖合九 教授教授數(shù)字邏輯電路數(shù)字邏輯電路 (7-2)第第7 7章章 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 (7-3)第第7章章 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路概述概述7.1 D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器7.2 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器(7-4)一、數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換器是模擬、數(shù)字系統(tǒng)間的橋梁一、數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換器是模擬、數(shù)字系統(tǒng)間的橋梁概概 述述 能將模擬量能將模擬量(溫度、濕度、壓力、流量、速度等溫度、濕度、壓力、流量、速度等)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電路稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡稱換為數(shù)字量的電路稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡稱A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器或或ADC； 能將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，能將數(shù)字量

2、轉(zhuǎn)換為模擬量的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，簡稱簡稱D/A轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器或DAC。 ADC和和DAC是溝通模擬電路和數(shù)字電路的橋梁，是溝通模擬電路和數(shù)字電路的橋梁，也可稱之為兩者之間的接口。也可稱之為兩者之間的接口。 二、性能指標(biāo)二、性能指標(biāo) 轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度是衡量是衡量ADC和和DAC轉(zhuǎn)換性能轉(zhuǎn)換性能的主要指標(biāo)。的主要指標(biāo)。 (7-5) 三、常見數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)用系統(tǒng)舉例三、常見數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)用系統(tǒng)舉例(7-6)7.1.1 D/A轉(zhuǎn)換器的基本工作原理轉(zhuǎn)換器的基本工作原理一、對(duì)一、對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器的基本要求轉(zhuǎn)換器的基本要求01234567001010011100101110111

3、uo/VD000DACuO或或iO輸輸入入輸出輸出dn-1d1d0 1、輸入、輸出關(guān)系框圖、輸入、輸出關(guān)系框圖 如左下圖所示，如左下圖所示，d0dn-1是輸入的是輸入的n位二進(jìn)制數(shù)，位二進(jìn)制數(shù)，uO或或iO是與是與輸入二進(jìn)制數(shù)成比例的輸出電壓或電流。輸入二進(jìn)制數(shù)成比例的輸出電壓或電流。 2、轉(zhuǎn)換特性、轉(zhuǎn)換特性 右下圖所示是輸入為右下圖所示是輸入為3位二進(jìn)制數(shù)時(shí)位二進(jìn)制數(shù)時(shí)DA轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性，轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性，它具體而形象地反映了對(duì)它具體而形象地反映了對(duì)DAC的基本要求。的基本要求。(7-7) 將輸入的每一位二進(jìn)制代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相將輸入的每一位二進(jìn)制代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，

4、然后將代表各位的模擬量相加，所得的應(yīng)的模擬量，然后將代表各位的模擬量相加，所得的總模擬量就與數(shù)字量成正比，這樣便實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量總模擬量就與數(shù)字量成正比，這樣便實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。到模擬量的轉(zhuǎn)換。uo或 io輸出D/Ad0d1dn1輸入)2222(00112211oddddKunnnnuD/A轉(zhuǎn)換的基本原理轉(zhuǎn)換的基本原理)2222(00112211oddddKinnnni或或Ku或或Ki是比例系數(shù)是比例系數(shù)(7-8)DAC的類型的類型 在常見的在常見的DAC中，主要有如下幾種類型：中，主要有如下幾種類型： 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC；2. 倒梯形（倒梯形（T型）電阻網(wǎng)絡(luò)型）電阻網(wǎng)絡(luò)DA

5、C； 3. 權(quán)電流型權(quán)電流型DAC； 4. 開關(guān)樹型開關(guān)樹型DAC等；等； 5. 權(quán)電容網(wǎng)絡(luò)權(quán)電容網(wǎng)絡(luò)DAC。(7-9)uo二、電路組成二、電路組成 倒梯形（倒梯形（T型）電阻網(wǎng)絡(luò)型）電阻網(wǎng)絡(luò)DAC如下圖所示。圖中如下圖所示。圖中S0S3為模擬為模擬開關(guān)，由輸入數(shù)碼開關(guān)，由輸入數(shù)碼di控制，當(dāng)控制，當(dāng)di=1時(shí)，時(shí)，Si接運(yùn)算放大器反相輸入接運(yùn)算放大器反相輸入端（虛地），電流端（虛地），電流Ii流入求和電路；當(dāng)流入求和電路；當(dāng)di=0時(shí)，時(shí)，Si將電阻將電阻2R接地。接地。所以，無論所以，無論Si處于何種位置，與處于何種位置，與Si相連的相連的2R電阻均接電阻均接“地地”（地（地或虛地）。或虛

6、地）。倒倒T形形電阻解電阻解碼網(wǎng)絡(luò)碼網(wǎng)絡(luò) 模擬模擬開關(guān)開關(guān)求和集成運(yùn)求和集成運(yùn)算放大器算放大器 基準(zhǔn)參基準(zhǔn)參考電壓考電壓 (7-10)計(jì)算倒計(jì)算倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)支路電流的等效電路型電阻網(wǎng)絡(luò)支路電流的等效電路分別從虛線分別從虛線A、B、C、D處向左看的二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻都是處向左看的二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻都是R。不論模擬開關(guān)接到運(yùn)算放大器的反相輸入端（虛地）還是接不論模擬開關(guān)接到運(yùn)算放大器的反相輸入端（虛地）還是接到地，也就是不論輸入數(shù)字信號(hào)是到地，也就是不論輸入數(shù)字信號(hào)是1還是還是0，各支路的電流不變。，各支路的電流不變。(7-11)uo(7-12) （1）分辨率）分辨率 分辨率是指對(duì)輸出電壓的分辨能力

7、。分辨率定義為最小分辨分辨率是指對(duì)輸出電壓的分辨能力。分辨率定義為最小分辨電壓與最大輸出電壓之比。最小輸出電壓就是對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)字電壓與最大輸出電壓之比。最小輸出電壓就是對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)字量最低位量最低位(LSB)為為1，其余位均為，其余位均為0時(shí)的輸出電壓，記為時(shí)的輸出電壓，記為ULSB。最。最大輸出電壓就是對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)字量各位均為大輸出電壓就是對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)字量各位均為1時(shí)的輸出電壓，記時(shí)的輸出電壓，記為為UFSR。分辨率越高，轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)輸入量的微小變化的反應(yīng)越靈分辨率越高，轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)輸入量的微小變化的反應(yīng)越靈敏。而分辨率與輸入數(shù)字量的位數(shù)有關(guān)，敏。而分辨率與輸入數(shù)字量的位數(shù)有關(guān)，n越大，分辨率越高。

8、越大，分辨率越高。用輸入二進(jìn)制數(shù)的有效位數(shù)表示用輸入二進(jìn)制數(shù)的有效位數(shù)表示。在分辨率為。在分辨率為n位的位的D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器中，輸出電壓能區(qū)分換器中，輸出電壓能區(qū)分2n個(gè)不同的輸入二進(jìn)制代碼狀態(tài)，能給個(gè)不同的輸入二進(jìn)制代碼狀態(tài)，能給出出2n個(gè)不同等級(jí)的輸出模擬電壓。個(gè)不同等級(jí)的輸出模擬電壓。用用D/A轉(zhuǎn)換器的最小輸出電壓與最大輸出電壓的比值來表示。轉(zhuǎn)換器的最小輸出電壓與最大輸出電壓的比值來表示。10位位D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為：轉(zhuǎn)換器的分辨率為：00101023112110 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度三、三、DAC的主要性能指標(biāo)的主要性能指標(biāo)(7-13) （2）轉(zhuǎn)換誤差：）轉(zhuǎn)換誤差： 是指輸出模擬電壓的實(shí)際

9、值與理想值之差。有各種因素引起：是指輸出模擬電壓的實(shí)際值與理想值之差。有各種因素引起： 比例系數(shù)誤差比例系數(shù)誤差它是參考電壓它是參考電壓VREF的偏離而引起的誤差，的偏離而引起的誤差，因因VREF是比例系數(shù)，是比例系數(shù)， 故稱之為比例系數(shù)誤差，如左下圖所示。故稱之為比例系數(shù)誤差，如左下圖所示。 漂移誤差漂移誤差它是由運(yùn)算放大器零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的誤差。當(dāng)輸入它是由運(yùn)算放大器零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的誤差。當(dāng)輸入數(shù)字量為數(shù)字量為 0 時(shí)，由于運(yùn)算放大器的零點(diǎn)漂移，輸出模擬電壓并時(shí)，由于運(yùn)算放大器的零點(diǎn)漂移，輸出模擬電壓并不為不為 0。這使輸出電壓特性與理想電壓特性產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)位移，。這使輸出電壓特性與理想電壓特性

10、產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)位移，如右下圖中的虛線所示。如右下圖中的虛線所示。 非線形誤差非線形誤差它是電子開關(guān)導(dǎo)通的電壓降和電阻網(wǎng)絡(luò)電阻值它是電子開關(guān)導(dǎo)通的電壓降和電阻網(wǎng)絡(luò)電阻值偏差產(chǎn)生的，常用滿刻度的百分?jǐn)?shù)來表示。偏差產(chǎn)生的，常用滿刻度的百分?jǐn)?shù)來表示。(7-14) 轉(zhuǎn)換誤差的表示：轉(zhuǎn)換誤差的表示： 用輸出電壓滿刻度用輸出電壓滿刻度FSR的百分?jǐn)?shù)表示。的百分?jǐn)?shù)表示。 也可用最低有效位（也可用最低有效位（ LSB）的倍數(shù)表示。）的倍數(shù)表示。例如：給出轉(zhuǎn)換誤差的例如：給出轉(zhuǎn)換誤差的1/2LSB，這就表示輸出模擬電，這就表示輸出模擬電壓與理想值之間的絕對(duì)誤差小于等于當(dāng)輸入為壓與理想值之間的絕對(duì)誤差小于等于當(dāng)輸入為

11、001時(shí)的輸出電壓的一半。時(shí)的輸出電壓的一半。(7-15) 2. 轉(zhuǎn)換速度：轉(zhuǎn)換速度： D/A轉(zhuǎn)換器從輸入數(shù)字量到轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的模擬輸轉(zhuǎn)換器從輸入數(shù)字量到轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的模擬輸出電壓所需要的時(shí)間稱為轉(zhuǎn)換時(shí)間，它決定出電壓所需要的時(shí)間稱為轉(zhuǎn)換時(shí)間，它決定D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度。器的轉(zhuǎn)換速度。 描述描述D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度的參數(shù)是：轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度的參數(shù)是： 建立時(shí)間建立時(shí)間ts 從數(shù)字信號(hào)輸入從數(shù)字信號(hào)輸入DAC起，到輸出電流（或電壓）起，到輸出電流（或電壓）達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間為建立時(shí)間。建立時(shí)間的大達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間為建立時(shí)間。建立時(shí)間的大小決定了轉(zhuǎn)換速度。目前小決定了轉(zhuǎn)換速度。目前1012

12、位單片集成位單片集成D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器（不包括運(yùn)算放大器）的建立時(shí)間可以在器（不包括運(yùn)算放大器）的建立時(shí)間可以在 1 微秒微秒以內(nèi)。以內(nèi)。 轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率SR(7-16)作業(yè)題作業(yè)題P446 題題7.1 題題7.2 一、填空題一、填空題 1、D/A轉(zhuǎn)換器是把轉(zhuǎn)換器是把( )量轉(zhuǎn)換為量轉(zhuǎn)換為( )量的轉(zhuǎn)換器。量的轉(zhuǎn)換器。 2、( )和和( )是衡量是衡量D/A轉(zhuǎn)換器性能轉(zhuǎn)換器性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。優(yōu)劣的主要指標(biāo)。 (7-17)作業(yè)題作業(yè)題P446 題題7.1 題題7.2 一、填空題一、填空題 1、D/A轉(zhuǎn)換器是把轉(zhuǎn)換器是把(數(shù)字?jǐn)?shù)字)量轉(zhuǎn)換為量轉(zhuǎn)換為(模擬模擬)量量的轉(zhuǎn)換器。的轉(zhuǎn)換器。 2、(轉(zhuǎn)換

13、精度轉(zhuǎn)換精度)和和(轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度)是衡量是衡量D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。器性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。 (7-18)7.2.1 A /D 轉(zhuǎn)換的一般步驟和取樣定理轉(zhuǎn)換的一般步驟和取樣定理模擬量模擬量數(shù)字量數(shù)字量量化編碼量化編碼取樣：取樣：把時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)變換為時(shí)間離散的信號(hào)。把時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)變換為時(shí)間離散的信號(hào)。保持：保持：保持取樣信號(hào)保持取樣信號(hào),使有充分時(shí)間將其變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。使有充分時(shí)間將其變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。取樣保持取樣保持 A/D轉(zhuǎn)換目標(biāo)：將時(shí)間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換目標(biāo)：將時(shí)間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散、幅值也離散的數(shù)字信號(hào)。時(shí)間離散、幅值也離散的

14、數(shù)字信號(hào)。四個(gè)步驟：采樣、保持、量化、編碼。四個(gè)步驟：采樣、保持、量化、編碼。 7.2 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器(7-19)奈奎斯特取樣定理：奈奎斯特取樣定理：設(shè)取樣脈沖設(shè)取樣脈沖s(t)的頻率的頻率為為fS，輸入模擬信號(hào)，輸入模擬信號(hào)x(t)的最高頻率分量的最高頻率分量的頻率為的頻率為fmax，必須，必須滿足滿足 fs 2fmaxy(t)才可以正確的反才可以正確的反映輸入信號(hào)映輸入信號(hào)(從而能不從而能不失真地恢復(fù)原模擬信失真地恢復(fù)原模擬信號(hào)號(hào))。(7-20)當(dāng)滿足當(dāng)滿足 fs 2 fimax 時(shí)時(shí), 取樣信號(hào)可恢復(fù)原信號(hào)。取樣信號(hào)可恢復(fù)原信號(hào)。fs 取樣頻率。取樣頻率。 fimax 信號(hào)的最高頻率

15、分量。信號(hào)的最高頻率分量。 tO OuIfO O)( fAfs fimax fimaxuI tO O(7-21)二、量化和編碼二、量化和編碼數(shù)字量所規(guī)定的最小數(shù)量單位叫做數(shù)字量所規(guī)定的最小數(shù)量單位叫做量化單位量化單位，用，用表表示。顯然，數(shù)字信號(hào)最低有效位中的示。顯然，數(shù)字信號(hào)最低有效位中的1所表示的數(shù)量大所表示的數(shù)量大小，就等于小，就等于 。由于數(shù)字信號(hào)不僅在時(shí)間上是離散的，而且在數(shù)值上由于數(shù)字信號(hào)不僅在時(shí)間上是離散的，而且在數(shù)值上也是離散的。因此，在用數(shù)字量表示取樣電壓時(shí)，也必也是離散的。因此，在用數(shù)字量表示取樣電壓時(shí)，也必須把它化成這個(gè)最小數(shù)量單位的整數(shù)倍，這個(gè)轉(zhuǎn)化過程須把它化成這個(gè)最小

16、數(shù)量單位的整數(shù)倍，這個(gè)轉(zhuǎn)化過程就叫做就叫做量化量化。把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示，稱為把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示，稱為編碼編碼。既然模擬電壓是連續(xù)的，那么它就不一定能被既然模擬電壓是連續(xù)的，那么它就不一定能被整整除，因而不可避免地會(huì)引入誤差，把這種誤差稱為量除，因而不可避免地會(huì)引入誤差，把這種誤差稱為量化誤差?；`差。 一個(gè)一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)只能表示位二進(jìn)制數(shù)只能表示2n個(gè)量化電平個(gè)量化電平，量化過程量化過程中不可避免會(huì)產(chǎn)生量化誤差。中不可避免會(huì)產(chǎn)生量化誤差。量化級(jí)分得越多（量化級(jí)分得越多（n越越大），量化誤差越小。大），量化誤差越小。 (7-22)劃分量化電平的兩種方法劃分量化電平的兩種方法

17、01V1/82/83/84/85/86/87/8000001010011100101110111模擬模擬電平電平二進(jìn)制二進(jìn)制代碼代碼代表的代表的模擬電平模擬電平0 = 01 = 1/82 = 2/83 = 3/84 = 4/85 = 5/86 = 6/87 = 7/ 81V1/153/155/157/159/15 11/15 13/150000010100111001011101110模擬模擬電平電平二進(jìn)制二進(jìn)制代碼代碼代表的代表的模擬電平模擬電平0 = 01 = 2/152 = 4/153 = 6/154 =8/155 = 10/156 = 12/157 =14/15最大量化誤差最大量化誤差

18、 = = (1 / 8) V = / 2 = (1/15)V取量化單位為取量化單位為1/8V取量化單位為取量化單位為2/15V(7-23)7.2.2 取樣取樣 - 保持電路保持電路一、電路組成及工作原理一、電路組成及工作原理 當(dāng)當(dāng) uL 為為高高電平：電平： T 導(dǎo)通，導(dǎo)通，Ch 充電至：充電至： uO = uI = uCRfChRiuIuOuLTRf = Ri 當(dāng)當(dāng) u uL L 為為低低電平：電平：T 截止，截止，Ch 基本不放電。基本不放電。 uO 保持保持：為使為使 Ch 充電快，充電快，Ri 越越小小越越好；好；為使電路輸入電阻高，為使電路輸入電阻高，Ri 越越大大越越好。好。 由于

19、由于A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，在每次采樣以后，轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，在每次采樣以后，需要把采樣電壓保持一段時(shí)間。需要把采樣電壓保持一段時(shí)間。 (7-24)二、改進(jìn)電路二、改進(jìn)電路 (LF198) 及工作原理及工作原理R2ChR1uIuOuLu u O O300 30 k D1D2S 當(dāng)當(dāng)uL= 1 時(shí)，時(shí)，S 接通，接通，A1、A2 組成電壓跟隨器，組成電壓跟隨器，uO = u O = uI；當(dāng)；當(dāng)uL= 0 時(shí)，時(shí)，S 斷開，由于斷開，由于A2 接成電壓跟隨接成電壓跟隨器，且輸入阻抗極高，使器，且輸入阻抗極高，使Ch上的電壓保持不變，輸出上的電壓保持不變，輸出電壓也不變，電壓也不變，uO =

20、uI 。D1 、D2的作用的作用：限制：限制 u O 在在 uI + uD以內(nèi)，起保護(hù)作用以內(nèi)，起保護(hù)作用。6 2145387uOuIuLChLF198(7-25)7.2.3 逐次漸進(jìn)型逐次漸進(jìn)型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器一一 、基本工作原理電路、基本工作原理電路D/Au uI I逐次漸近逐次漸近寄存器寄存器比較器比較器參考參考電源電源MSBLSBMSBLSB并行數(shù)字輸出并行數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換控制信號(hào)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)時(shí)鐘時(shí)鐘信號(hào)信號(hào) 轉(zhuǎn)換開始前先將寄存器清零。開始轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換控制信號(hào)首先將寄存器的最高有效位置為1 使輸出數(shù)字為1000 。這個(gè)數(shù)碼被DA 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓uO，送到比較器中與uI相比較。若

21、uO uI，說明數(shù)字過大了故將最高位的l 清除；若uO uI ，說明數(shù)字還不夠大應(yīng)將這一位保留。 然后再按同樣的方法把次高位置成1 ，且經(jīng)過比較以后確定這個(gè)1 是否應(yīng)該保留。這樣逐位比較下去一直到最低位為止。比較完畢后寄存器中的狀態(tài)就是所要求的數(shù)字輸出。(7-26)D/Au uI I逐次漸近逐次漸近寄存器寄存器比較器比較器參考參考電源電源時(shí)鐘時(shí)鐘信號(hào)信號(hào)MSBLSBMSBLSB并行數(shù)字輸出并行數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換控制信號(hào)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)10003.2V8V101117V01106V01015V01004V00113V00011(7-27)讀出控制讀出控制控制邏輯控制邏輯電路電路逐次漸近逐次漸近寄存器寄存器

22、比比較較器器 二、轉(zhuǎn)換過程舉例二、轉(zhuǎn)換過程舉例3 位位 D/AQ1S1Rd0 +CPd1d2 1Q1S1RFFBFFC1 d0d1d2uIuOuCC C5位環(huán)行移位寄存器位環(huán)行移位寄存器Q1Q2 Q3Q4Q5QFFA1S1R /2輸出偏移輸出偏移(7-28)Q n+1 1 1 1 0 0 1 0 0功能功能R SQ n10不用不用保持保持置置1置置0不許不許CP 12345Q1 Q2Q3 Q4 Q5QA QB QCuI/VuO/V u O/VuCd2 d1 d00 0 0 0 1 0 0 05.90 0.500 0 01 0 0 0 01 0 043.500 0 00 1 0 0 0 1 1

23、065.500 0 00 0 1 0 0 1 1 176.510 0 00 0 0 1 01 1 065.500 0 00 0 0 0 1 1 1 065.501 1 0(7-29)7.2.4 雙積分型雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器S2CS1uI邏輯邏輯控制門控制門比較器比較器定時(shí)器定時(shí)器n 位二進(jìn)制位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器&dn1d0uCP基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓 UREFR積分器積分器時(shí)鐘輸入時(shí)鐘輸入控制門控制門GCOCO1(uO0)0(uO0)輸入電壓輸入電壓 一、電路組成一、電路組成 雙積分型雙積分型AD轉(zhuǎn)換器由積分器，比較器，時(shí)鐘控制門轉(zhuǎn)換器由積分器，比較器，時(shí)鐘控制門G邏輯控制門和計(jì)數(shù)

24、器等部分構(gòu)成。邏輯控制門和計(jì)數(shù)器等部分構(gòu)成。(7-30)二、工作原理二、工作原理 1、起始狀態(tài)起始狀態(tài) 在積分轉(zhuǎn)換開始之前，控制電路使計(jì)數(shù)器清零、電子開關(guān)在積分轉(zhuǎn)換開始之前，控制電路使計(jì)數(shù)器清零、電子開關(guān)S2閉閉合，電容合，電容C放電，放電，C 放電結(jié)束后放電結(jié)束后S2再斷開。再斷開。 2、第一次積分（取樣階段）：第一次積分（取樣階段）：積分器對(duì)積分器對(duì)uI進(jìn)行定時(shí)積分進(jìn)行定時(shí)積分 轉(zhuǎn)換開始（轉(zhuǎn)換開始（t=0）時(shí)，控制電路使電子開關(guān)）時(shí)，控制電路使電子開關(guān)S1合向合向uI， 積分器積分器對(duì)對(duì) uI 進(jìn)行積分進(jìn)行積分 。給定給定uI0 ，uO(t) 逐次比較型逐次比較型 雙積分型雙積分型(7-39)7.2.7 幾種幾種A/D轉(zhuǎn)換器的性能比較轉(zhuǎn)換器的性能比較一、一、A/D類型：類型：直接直接 A/D反饋比較型：反饋比較型：逐次比較型逐次比較型，計(jì)數(shù)