12Analog Digital Converter and Digital Analog Converter10 10 模数与数模转换器模数与数模转换器310 10 模数与数模转换器模数与数模转换器410 10 模数与数模转换器模数与数模转换器510.1 D/A10.1 D/A转换器转换器10.1.1 D/A10.1.1 D/A转换器的输入转换器的输入/输出特性及结构框图输出特性及结构框图10.1.3 10.1.3 倒倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器10.1.6 D/A10.1.6 D/A转换器的输出方式转换器的输出方式10.1.4 10.1.4 权电流型权电流型D/AD/A转换器转换器10.1.7 D/A10.1.7 D/A转换器的技术指标转换器的技术指标10.1.8 D/A10.1.8 D/A转换器的应用转换器的应用*10.1.5 10.1.5 权电容网络权电容网络D/AD/A转换器转换器10.1.2 D/A10.1.2 D/A转换器的基本原理转换器的基本原理6将数字量转换为与之成正比模拟量将数字量转换为与之成正比模拟量 n位数字量数字量DAC模拟量1.D/A1.D/A转换器输入转换器输入/输出特性输出特性A=K D O=K NB 10.1.1 D/A10.1.1 D/A转换器的输入转换器的输入/输出特性及其结构框图输出特性及其结构框图10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器7D/AD/A转换器的输出为转换器的输出为阶梯波信号。
阶梯波信号1.D/A1.D/A转换器输入转换器输入/输出特性输出特性10.1.1 D/A10.1.1 D/A转换器的输入转换器的输入/输出特性及其结构框图输出特性及其结构框图10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器 7 6 5 4 3 2 1 000 001 010 011 100 101 110 111 0 D O/（LSB）VLSB D/A 转转换换器器的的输输出出 理理想想模模拟拟量量的的输输出出 8 数数码码 寄寄存存器器 n n位位模模拟拟开开关关 解解码码 网网络络 求求和和 电电路路 基基准准电电压压 n n位位数数字字量量输输入入 模模拟拟量量 输输出出 2.D/A2.D/A转换器的结构框图转换器的结构框图10.1.1 D/A10.1.1 D/A转换器的输入转换器的输入/输出特性及其结构框图输出特性及其结构框图10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器910.1.2 D/A10.1.2 D/A转换的基本原理转换的基本原理10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器 实现实现D/A转换的基本思想转换的基本思想10 i Rf=R vO S0 VREF +S1 S2 S3+基基准准电电压压 电电子子开开关关 R R/2 R/4 R/8 求求和和电电路路(LSB)D2 D3(MSBD0 D1 锁锁存存器器 数数字字量量输输入入 电电阻阻网网络络 i0 i1 I2 i2 i3 A 模模拟拟量量输输出出 实现实现D/AD/A转换的原理电路转换的原理电路)iiii(R0123O fvRDVi33REF8 RDVi224REFR RD DV V1REF21iRDVi0REF0iiiODV)DDDD(V222223000112233 REFREFv10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器10.1.2 D/A10.1.2 D/A转换的基本原理转换的基本原理11 D/A D/A转换器的分类转换器的分类:10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器10.1.2 D/A10.1.2 D/A转换的基本原理转换的基本原理12 vO Rf+VREF 2R D0 D1 D2 D3 S0 S1 S2 S3 i 2R 2R 2R(LSB)(MSB)8I 16I 4I 2I I 2R +R R R I/16 I/8 I/4 I/2 10.1.2 10.1.2 倒倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器1 1、4 4位倒位倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器13 2R 2R 2R 2R 2R R R R VREF I A B C D A B C D RVIREF 10.1.2 10.1.2 倒倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器1 1、4 4位倒位倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器14i I0+I1+I2+I3)2222(13223140REFDDDDRV输出模拟电压：输出模拟电压：30ii4REFffO)2(2iDVRRRi(LSB)D2 D3(MSB)i Rf O D0 D1 S0 S1 S2 S3 2R 2R 2R 2R 2R 8I 16I 4I 2I R R R I+VREF +8I 16I 4I 2I 10.1.2 10.1.2 倒倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器1 1、4 4位倒位倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器流入运放的总电流：流入运放的总电流：15n 1iREFfOin0(2)2iVRDR REFfn,2VRKRn 1iBi0(2)iND10.1.2 10.1.2 倒倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器1 1、4 4位倒位倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器16 D2 D7 O D0 D1 2R 2R 2R 2R R R D8 D9 R R R 2R 2R 2R +R IOUT1 IOUT2 VREF AD7533 RF 10K 10K 20K 2.2.集成集成D/AD/A转换器转换器9iREFfOi100(2)2iVRDR 10.1.2 10.1.2 倒倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器2.2.集成集成D/AD/A转换器转换器10.1.2 10.1.2 倒倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器18关于关于D/AD/A转换器精度的讨论转换器精度的讨论n 1iREFfOin0(2)2iVRDR 10.1.2 10.1.2 倒倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/A转换器转换器10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器1910.1.4 10.1.4 权电流权电流D/AD/A转换器转换器1.41.4位权电流位权电流D/AD/A转换器转换器10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器20)16842(0123ffODIDIDIDIRRi)2222(200112233f4DDDDRI30if422iiDRI10.1.4 10.1.4 权电流权电流D/AD/A转换器转换器1.41.4位权电流位权电流D/AD/A转换器转换器10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器(LSB)D2 D3(MSB)i Rf O D0 D1 S0 S1 S2 S3 8I 16I 4I 2I VREF +21(MSB)D1 D0(LSB)i Rf O D3 D2 S3 S2 S1 S0 8I 16I 4I 2I VREF+A1 R1+A2 IBB IEC IEO IE1 IE2 IE3 IREF Tr T3 T2 T1 T0 TC R 2R 2R 2R 2R 2R R R R VEE I=IREF=1RREFV 偏偏 置置 电电 流流 16I 2.2.实际的权电流实际的权电流D/AD/A转换器电路转换器电路10.1.4 10.1.4 权电流权电流D/AD/A转换器转换器10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器REF32O32401110(222)22ffR Vi RDDRDD电压恒定电压恒定各各BJT的的 发射发射结电压相等结电压相等基准电流产生电路基准电流产生电路+-2210.1.6 D/A10.1.6 D/A转换器的输出方式转换器的输出方式 256255REFV 256129REFV 256128REFV 256127REFV 2561REFV 2560REFV8位位D/A转换器在单极性输出时的输入转换器在单极性输出时的输入/输出关系输出关系000000001000000011111110000000011000000111111111模拟量模拟量 数字量数字量MSB LSB10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器23十进十进制数制数2的补码的补码偏移二进制码偏移二进制码模拟量模拟量D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0vO/VLSB127126101127128000011111001001100100110010011001001100100110010011101101111000110010011001001100100110010011001001100100111011012712610112712810.1.6 D/A10.1.6 D/A转换器的输出方式转换器的输出方式10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器24 25622221BREFREFREF8REFBREF1ONVVVVNV )(D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 2R1 O VREF 1 R=Rf R1 R1+A1 A2 NB 8 位倒位倒 T 形电阻形电阻 网络网络 D/A 转换器转换器 i 1 10.1.6 D/A10.1.6 D/A转换器的输出方式转换器的输出方式10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器2510.1.7 D/A10.1.7 D/A转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标121n1 1、分辨率、分辨率10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器262、转换精度、转换精度10.1.7 D/A10.1.7 D/A转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器2710.1.6 10.1.6 集成集成D/AD/A转换器的应用转换器的应用(1)数字式可编程增益控制电路数字式可编程增益控制电路10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器RDDDVREF109911002/)2.22(281OUTIIR/v REFOV RDDDVREF109911002/)2.22()DD(DRvRvOI991100102222 991100102222DDDvvAIOV 10.1.6 10.1.6 集成集成D/AD/A转换器的应用转换器的应用(1)数字式可编程增益控制电路数字式可编程增益控制电路10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器29(2)(2)脉冲波产生电路脉冲波产生电路 19.5 39.1 58.5 78 97.5 117 136.5 156 175.5 vO/mV D 140 100 60 20 0000 t CP 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 0000 10.1.6 10.1.6 集成集成D/AD/A转换器的应用转换器的应用10.1 D/A10.1 D/A转换器转换器 vO Q0 Q1 Q2 Q3 CP D0 D1 D2 D3 10V CR CEP CET PE 1 74LVC163 +A Rf IOUT1 IOUT2 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 VREF AD7533 3010.2.6 10.2.6 集成集成A/DA/D转换器及其应用转换器及其应用10.2 A/D 10.2 A/D 转换器转换器10.2.1 A/D10.2.1 A/D转换的一般工作过程转换的一般工作过程10.2.2 10.2.2 并行比较型并行比较型A/DA/D转换器转换器10.2.3 10.2.3 逐次比较型逐次比较型A/DA/D转换器转换器10.2.4 10.2.4 双积分式双积分式A/DA/D转换器转换器10.2.5 A/D10.2.5 A/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标31概述概述ADCDnD0输出数字量输出数字量I 输入模拟电压输入模拟电压1.A/D1.A/D功能功能:10.2 A/D 10.2 A/D 转换器转换器 将时间和幅值都连续的模拟量，转换为时间和幅值将时间和幅值都连续的模拟量，转换为时间和幅值都离散的数字量。
都离散的数字量32 并联比较型并联比较型 特点特点:转换速度快转换速度快,转换时间转换时间 10ns 1 s,但电路复杂但电路复杂逐次逼近型逐次逼近型 特点特点:转换速度适中转换速度适中,转换时间转换时间 为几为几 s 100 s,转换精度高，在转换精度高，在转换速度和硬件复杂度之间达到一个很好的平衡转换速度和硬件复杂度之间达到一个很好的平衡双积分型双积分型 特点特点:转换速度慢转换速度慢,转换时间转换时间 几百几百 s 几几ms,但抗干扰能力最强但抗干扰能力最强2.A/D2.A/D转换器分类转换器分类10.2 A/D 10.2 A/D 转换器转换器概述概述33取取样样时间上离散的信号时间上离散的信号保持、量化保持、量化量值上也离散的信号量值上也离散的信号编码编码模拟信号模拟信号时间上和量值上都连续时间上和量值上都连续数字信号数字信号时间上和量值上都离散时间上和量值上都离散10.2.1 A/D10.2.1 A/D转换的一般工作过程转换的一般工作过程 A/D转换器一般要包括转换器一般要包括取样，取样，保持，量化及编码保持，量化及编码4个过程个过程10.2 A/D 10.2 A/D 转换器转换器341.1.取样与保持取样与保持 采样是将随时间连续变化的模采样是将随时间连续变化的模拟量转换为在时间离散的模拟量。
拟量转换为在时间离散的模拟量采样信号采样信号S(t)的频率愈高，所采的频率愈高，所采得信号经低通滤波器后愈能真实得信号经低通滤波器后愈能真实地复现输入信号合理的采样频地复现输入信号合理的采样频率由采样定理确定率由采样定理确定采样定理：设采样信号采样定理：设采样信号S(t)的频的频率为率为fs，输入模拟信号，输入模拟信号 I(t)的最的最高频率分量的频率为高频率分量的频率为fimax，则则 fs 2fimaxS(t)=1:开关闭合开关闭合S(t)=0:开关断开开关断开 O(t)I(t)TG S(t)0 0 0 O(t)S(t)I(t)t t t TS 10.2.1 A/D10.2.1 A/D转换的一般工作过程转换的一般工作过程10.2 A/D 10.2 A/D 转换器转换器35 I t O t t6 t5 t4 t3 t2 t1 t0 0(b)波形图 采得模拟信号转换为数字信号都需要一定时间，为了给后续采得模拟信号转换为数字信号都需要一定时间，为了给后续的量化编码过程提供一个稳定的值，在取样电路后要求将所采样的量化编码过程提供一个稳定的值，在取样电路后要求将所采样的模拟信号保持一段时间的模拟信号保持一段时间。
采样采样保持保持取样与保持电路及工作原理取样与保持电路及工作原理 I A1 A2 S CH 开关驱开关驱 动电路动电路 采样采样保持保持 控制电路控制电路 O 10.2.1 A/D10.2.1 A/D转换的一般工作过程转换的一般工作过程10.2 A/D 10.2 A/D 转换器转换器362.2.量化量化数字信号在数值上是离散的采样数字信号在数值上是离散的采样保持电路的输出电压还需按保持电路的输出电压还需按某种近似方式归化到与之相应的离散电平上，即将取样信号表某种近似方式归化到与之相应的离散电平上，即将取样信号表示为一最小数量单位的整数倍示为一最小数量单位的整数倍将量化后的数值用二进制码或其他代码表示出来的过程称为将量化后的数值用二进制码或其他代码表示出来的过程称为编码经编码后得到的代码就是编码经编码后得到的代码就是A/D转换器输出的数字量转换器输出的数字量3.3.编码编码10.2.1 A/D10.2.1 A/D转换的一般工作过程转换的一般工作过程10.2 A/D 10.2 A/D 转换器转换器3710.2.2 10.2.2 并行比较型并行比较型A/DA/D转换器转换器 R I VREF VREF 13 15 R CP VREF 11 15 R R R VREF 3 15 VREF 1 15 R R R/2+C1+C2+C3+C4+C5+C6+C7 C01 C02 C03 C04 C05 C06 C07 1D C1 Q I1 1D C1 Q I2 1D C1 Q I3 1D C1 Q I4 1D C1 Q I5 1D C1 Q I6 1D C1 Q I7 D0 D1 D2 优优先先编编码码器器(LSB(M SB)0 电压比较器电压比较器输入模拟输入模拟电压电压精密电阻精密电阻网络网络精密参考精密参考电压电压VREF/153VREF/157VREF/159VREF/1511VREF/155VREF/1513VREF/15输出数输出数字量字量1、电路组成、电路组成38 R I VR E F R C P R R R R R R/2+C1 +C2 +C3 +C4 +C5 +C6 +C7 C0 1 C0 2 C0 3 C0 4 C0 5 C0 6 C0 7 1 D C 1 Q I1 1 D C 1 Q I2 1 D C 1 Q I3 1D C 1 Q I4 1D C 1 Q I5 1D C 1 Q I6 1D C 1 Q I7 D0 D1 D2 优优先先编编码码器器(L S B)D0 (M S B)0 VI=8VREF/15111100000110.2.2 10.2.2 并行比较型并行比较型A/DA/D转换器转换器39 vI CO1 CO2 CO3 CO4 CO5 CO6 CO7 D2 D1 D0 7VREF/15 vI 9VREF/15 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 9VREF/15 vI 11VREF/15 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 5VREF/15 vI 7VREF/15 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 3VREF/15 vI 5VREF/15 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 11VREF/15 vI 13VR/15 0 1 1 1 1 1 1 1 1 013VREF/15 vI VREF/15 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 VREF/15 vI 3VREF/15 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 vI VREF/15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 根据各比较器的参考电压值，可以确定输入模拟电压值根据各比较器的参考电压值，可以确定输入模拟电压值与各比较器输出状态的关系。
比较器的输出状态由与各比较器输出状态的关系比较器的输出状态由D D触发器存触发器存储，经优先编码器编码，得到数字量输出储，经优先编码器编码，得到数字量输出10.2.2 10.2.2 并行比较型并行比较型A/DA/D转换器转换器403 3、电路特点、电路特点在并行在并行A/DA/D转换器中，输入电压转换器中，输入电压 I I同时加到所有比较器的输同时加到所有比较器的输入端如不考虑各器件的延迟，可认为三位数字量是与入端如不考虑各器件的延迟，可认为三位数字量是与 I I输输入时刻同时获得的所以它的转换时间最短入时刻同时获得的所以它的转换时间最短缺点是电路复杂，如三位缺点是电路复杂，如三位ADCADC需需7 7个比较器、个比较器、7 7个触发器、个触发器、8 8个电阻位数越多，电路越复杂位数越多，电路越复杂为了解决提高分辨率和增加元件数的矛盾，可以采取分级并为了解决提高分辨率和增加元件数的矛盾，可以采取分级并行转换的方法行转换的方法单片集成并行比较型单片集成并行比较型A/DA/D转换器的产品很多，如转换器的产品很多，如ADAD公司的公司的AD9012(TTLAD9012(TTL工艺工艺8 8位位)、AD9002(ECLAD9002(ECL工艺，工艺，8 8位位)、AD9020 AD9020(TTL(TTL工艺，工艺，1010位位)等。
等10.2.2 10.2.2 并行比较型并行比较型A/DA/D转换器转换器41所加砝码所加砝码重量重量 结果结果 10.2.3 10.2.3 逐次比较型逐次比较型A/DA/D转换器转换器逐次逼近转换过程与用天平称物重非常相似逐次逼近转换过程与用天平称物重非常相似 第一次第一次8 8 克克砝码总重砝码总重 待测重量待测重量W Wx x ，8 8克砝码保留克砝码保留8 8 克克第二次再加4克砝码总重仍 待测重量Wx，2克砝码撤除12 克第四次再加1克砝码总重 待测重量Wx，1克砝码保留13 克 转换原理转换原理 所用砝码重量：所用砝码重量：8 8克、克、4 4克、克、2 2克和克和1 1克设待秤重量设待秤重量Wx Wx=13=13克42 I 启动脉冲启动脉冲 CP 时钟时钟 电压电压 比较器比较器 控制逻控制逻辑电路辑电路 移位寄位器移位寄位器 数据寄存器数据寄存器 模拟模拟 量输入量输入 数字数字 量输出量输出 D/A 转换器转换器 O VREF D0 D1 Dn-2 Dn-1 5VI 5V 1A=6.84VVREF=10V第一个CP：10.2.3 10.2.3 逐次比较型逐次比较型A/DA/D转换器转换器转换原理转换原理 1 0 0 0 1 0 0 0 43第二个CP：I 启动脉冲启动脉冲 CP 时钟时钟 电压电压 比较器比较器 控制逻控制逻辑电路辑电路 移位寄位器移位寄位器 数据寄存器数据寄存器 模拟模拟 量输入量输入 数字数字 量输出量输出 D/A 转换器转换器 O VREF D0 D1 Dn-2 Dn-1 7.5V10I 7.5V I=6.84VVREF=10V10.2.3 10.2.3 逐次比较型逐次比较型A/DA/D转换器转换器转换原理转换原理 0 1 0 0 1 1 0 0 44第三个CP：I 启动脉冲启动脉冲 CP 时钟时钟 电压电压 比较器比较器 控制逻控制逻辑电路辑电路 移位寄位器移位寄位器 数据寄存器数据寄存器 模拟模拟 量输入量输入 数字数字 量输出量输出 D/A 转换器转换器 O VREF D0 D1 Dn-2 Dn-1 6.25VI 6.25V 101A=6.84VVREF=10V10.2.3 10.2.3 逐次比较型逐次比较型A/DA/D转换器转换器转换原理转换原理 0 0 1 0 1 0 1 0 45 7.50000 6.2500 6.8750 6.5625 6.71875 6.796875 6.835937 0.00 5.0000 10 s CP 启启 动动 脉脉 冲冲 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 O V 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 转转 换换 时时 间间 =80 s t/s 10000000A=6.84VVREF=10V101011111100000010100000101100001010100010101100101011101010111146小结：小结：1、逐次比较型逐次比较型A/D转换器输出数字量的位数越转换器输出数字量的位数越多转换精度越高；多转换精度越高；2、逐次比较型、逐次比较型A/D转换器完成一次转换所需转换器完成一次转换所需时间与其位数时间与其位数n和时钟脉冲频率有关，位数愈和时钟脉冲频率有关，位数愈少，时钟频率越高，转换所需时间越短；少，时钟频率越高，转换所需时间越短；10.2.3 10.2.3 逐次比较型逐次比较型A/DA/D转换器转换器4710.2.4 10.2.4 双积分式双积分式A/DA/D转换器转换器1、双积分式双积分式A/D转换器的基本指导思想转换器的基本指导思想 对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用时钟脉冲和计数器测出此时间间隔，进而然后利用时钟脉冲和计数器测出此时间间隔，进而得到相应的数字量输出。
双积分式得到相应的数字量输出双积分式A/D转换器也称转换器也称为电压时间数字式积分器为电压时间数字式积分器48 +I S1 S2 R FFn S1 VREF O C 1 FF1 n-1 QFF1 FF1 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R CP Cr Dn-1 D1 D0 数数字字量量输输C A B G G n 级级计计数数器器 定定时时信信号号(MSB)(LSB)Tc 2、电路组成、电路组成10.2.4 10.2.4 双积分式双积分式A/DA/D转换器转换器49 +I S1 S2 R FFn S1 VREF O C 1 FF1 n-1 QFF1 FF1 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R CP Cr Dn-1 D1 D0 数数字字量量输输C A B G G n 级级计计数数器器 定定时时信信号号(MSB)(LSB)Tc 00000Cr信号将计数器清零；开关S2闭合，待积分电容放电完毕后，断开S2 使电容的初始电压为03、工作原理、工作原理(1)准备阶段：10.2.4 10.2.4 双积分式双积分式A/DA/D转换器转换器50 tdt0IO1 经过2n个CP11TVI (2)第一次积分：t=t0时，开关S1与A端相接，积分器开始对I积分。
经2n个CP后,开关切换到B，=VP第一积分时间为2nTC +I S1 S2 R FFn S1 VREF O C 1 FF1 n-1 QFF1 FF1 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R CP Cr Dn-D1 D0 C A B G G n 级计数器级计数器 定定时时信信号号 51VREF加到积分器的输入端，积分器反方向进行第二次积分；当t=t2时积分器输出电压O0，比较器输出C=0，时钟脉冲控制门G被关闭，计数停止3)第二次积分：+I S1 S2 R FFn S1 VREF O C 1 FF1 n-1 QFF1 FF1 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R 1J C1 1K R CP Cr Dn-D1 D0 C A B G G n 级计数器级计数器 定定时时信信号号 52 S1 Qn 0 0 O 0 C 0 C 0 T1 T2 t1 t2+I VREF T1 T2 P t t t t t T1=2nTC1112nCPTTVVV OI01tdt 21O2pREF1()()0tttVVdtnREF2CI2VTTVnC2IREF2 TTVV T2=Tc n2IcREF2TVTVT2=t1 t2 在计数器所计的数=Qn-1Q1Q0，就是A/D转换器得到的结果。
53nC2IREF2 TTVV优点：优点：1.由于转换结果与时间常数由于转换结果与时间常数RC无关，从而消除了积无关，从而消除了积分非线分非线 性带来的误差性带来的误差2.由于双积分由于双积分A/D转换器在转换器在T1时间内采的是输入电压的平时间内采的是输入电压的平均值，均值，因此具有很强的抗工频干扰的能力因此具有很强的抗工频干扰的能力T1=2nTC3.只要求时钟源在一个转换周期时间内保持稳定即可只要求时钟源在一个转换周期时间内保持稳定即可n2IcREF2TVTV10.2.4 10.2.4 双积分式双积分式A/DA/D转换器转换器541.1.转换精度转换精度 10.2.5 A/D10.2.5 A/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标 单片集成单片集成A/D转换器的转换精度是用分辨率和转换误差来描转换器的转换精度是用分辨率和转换误差来描述的分辨率分辨率:说明说明A/D转换器对输入信号的分辨能力通常以输出二进转换器对输入信号的分辨能力通常以输出二进制制(或十进制或十进制)数的位数表示数的位数表示转换误差：转换误差：表示表示A/D转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。
量之间的差别552.2.转换时间转换时间 指指A/D转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间到稳定的数字信号所经过的时间A/D转换器的转换时间转换器的转换时间与转换电路的类型有关与转换电路的类型有关并行比较并行比较A/D转换器的转换速度最高转换器的转换速度最高,逐次比较型逐次比较型A/D转换器次之转换器次之,间接间接A/D转换器转换器(如双积分如双积分A/D)的速度最慢的速度最慢并行比较并行比较A/D转换器转换器(8位）位）逐次比较型逐次比较型A/D转换器转换器 间接间接A/D转换器转换器1050 s50ns10ms1000ms10.2.5 A/D10.2.5 A/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标561.使用使用A/D转换器时应注意以下几点：转换器时应注意以下几点：(1)转换过程各信号的时序配合转换过程各信号的时序配合10.2.6 10.2.6 集成集成A/DA/D转换器及其应用转换器及其应用 ALE 数据输出 地址 START INn OE EOC ts tH tI tC tK 57(2)零点和满刻度调节零点和满刻度调节(3)参考电压的调节参考电压的调节 (4)接地接地 模拟电路电源模拟电路电源 模拟电路模拟电路 A/D转换器转换器 数字电路电源数字电路电源 数字电路数字电路 A A/D、D/A及采样保持芯片上都提供了独立的模拟地及采样保持芯片上都提供了独立的模拟地(AGND)和数字地和数字地(DGND)的引脚。
的引脚模数、数模转换电路模数、数模转换电路中要特别注意到地线中要特别注意到地线的正确连接，否则干的正确连接，否则干扰很严重，以致影响扰很严重，以致影响转换结果的准确性转换结果的准确性路设计中，必须将所有器件的模拟地和数字地分别相连，路设计中，必须将所有器件的模拟地和数字地分别相连，然后将模拟地与数字地仅在一点上相连接然后将模拟地与数字地仅在一点上相连接1.使用使用A/D转换器时应注意以下几点：转换器时应注意以下几点：10.2.6 10.2.6 集成集成A/DA/D转换器及其应用转换器及其应用58 D0 D7 控控 制制 总总 线线 至至其其它它装装置置 微微处处理理器器控控制制器器 接接 口口 D0 D7 模模拟拟信信号号 输输入入 I ADC0804 8位位数数据据总总线线 至至其其它它装装置置 CS CS1 RD1 WR1 INTR RAM RD2/WR2 2.ADC0809的典型应用的典型应用10.2.6 10.2.6 集成集成A/DA/D转换器及其应用转换器及其应用59A/DA/D转换器的功能是将输入的模拟信号转换成一组多位转换器的功能是将输入的模拟信号转换成一组多位的二进制数字输出。
不同的的二进制数字输出不同的A/DA/D转换方式具有各自的特点转换方式具有各自的特点并联比较型并联比较型A/DA/D转换器转换速度快，主要缺点是要使用的比转换器转换速度快，主要缺点是要使用的比较器和触发器很多，随着分辨率的提高，所需元件数目按几较器和触发器很多，随着分辨率的提高，所需元件数目按几何级数增加双积分型何级数增加双积分型A/DA/D转换器的性能比较稳定，转换精转换器的性能比较稳定，转换精度高，具有很高的抗干扰能力，电路结构简单，其缺点是工度高，具有很高的抗干扰能力，电路结构简单，其缺点是工作速度较低，在对转换精度要求较高，而对转换速度要求较作速度较低，在对转换精度要求较高，而对转换速度要求较低的场合，如数字万用表等检测仪器中，得到了广泛的应用低的场合，如数字万用表等检测仪器中，得到了广泛的应用逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D转换器的分辨率较高、误差较低、转换速度转换器的分辨率较高、误差较低、转换速度较快，在一定程度上兼顾了以上两种转换器的优点，因此得较快，在一定程度上兼顾了以上两种转换器的优点，因此得到普遍应用到普遍应用本节小结本节小结。