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D/A、A/D转换与接口技术

2011-08-12 13:58阅读:
第九章 D/AA/D转换与接口技术
D/A转换器的一般工作原理
回顾:有关电路的相关知识。
本讲重点:解码网基本原理
讲述内容:
§9-1 从物理信号到电信号的转换
引言 *DAC概念*用途广泛;*I/O基本性能*市场情况
l
A/D转换器的作用:将模拟的电信号转换成数字信号。在将物理量转换成数字量之前,必须先将物理量转换成电模拟量,这种转换是靠传感器完成的。
应用场合:微型计算机处理的是数字量,而实际上外界事物大多是模拟量,如:温度、压力、流量、浓度、速度、水位、距离等等,这些都是非电的物理量,它们必须经过适当的转换才能为微机处理。这一转换过程称为A/D转换,又称为量化过程。需要用到A/D转换器。
l 传感器:传感器一般是指能够进行非电量和电量之间转换的敏感元件。
传感器的精度直接影响整个系统的精度,如果传感器误差较大,则测量电路、放大电路以及A/D转换电路和微型计算机的处理都会受到影响。其发展方向在高精尖方面。
l 几种典型的传感器。
温度传感器、湿度传感器、气敏传感器、压电式和压阻式传感器、光纤传感器等
§9-2 DAC的一般工作原理
一、解码原理
1.基本公式
D/A转换的基本原理涉及到代数基本定律,即任意一个非负整数A,总可以用一个t进制数表示为: A= a D/A、A/D转换与接口技术 t D/A、A/D转换与接口技术 +a D/A、A/D转换与接口技术 t D/A、A/D转换与接口技术 +···+a D/A、A/D转换与接口技术 t D/A、A/D转换与接口技术 +a D/A、A/D转换与接口技术 t D/A、A/D转换与接口技术 (9-1)
(9-1)式是一个线性多项式,因此可用线性元件组成的网络来实现解码。图9-2所示是一个电阻解码网络,不难得出:
D/A、A/D转换与接口技术 (9-2)
其中, D/A、A/D转换与接口技术 9-3
式中 D/A、A/D转换与接口技术 为所有电阻均接地时的并联等效电阻,称为t进制加权网络的特征电阻。显然,这是一个等比级数和的倒数,即:
D/A、A/D转换与接口技术 9-4
n→∞时有 D/A、A/D转换与接口技术 (9-5)
2推导过程
在电子系统中,一般t2,即二进制加权网络,如图9-3所示。在n→∞时该网络的特征电阻为:
D/A、A/D转换与接口技术 (9-6)
D/A、A/D转换与接口技术 D/A、A/D转换与接口技术
9-2 t进制加权电阻网络 9-3 二进制加权电阻网络
于是,当有一个电阻2iRVR时,VO可表示为
D/A、A/D转换与接口技术 (9-7)
(9-3)式代入上式可得
D/A、A/D转换与接口技术 (9-8)
显然,当有一个以上电阻分别在ijk、…、sp等位上接VR时,VO的值可用叠加定理求得
D/A、A/D转换与接口技术 (9-9)
如果用ai (i012,…,n-1)为“0”表示i位电阻接地。

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