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第10章AD与DA转换器

第10章AD与DA转换器nullnullA/D与D/A转换器在现代医学成像系统中的应用A/D与D/A转换器在现代医学成像系统中的应用null第一节 D/A转换器一、D/A转换器的工作原理二、D/A转换器的主要技术指标三、集成D/A转换器四、D/A转换器的输出方式null D/A转换器是将一组输入的二进制数转换成相应数量的模拟电压或电流的电路。常见的D/A转换器有权电阻网络、倒T形电阻网络、权电流型、权电容网络和开关树型等D/A转换器。 D/A转换器数字量的输入方式有并行输入和串行输入两种类...

nullnullA/D与D/A转换器在现代医学成像系统中的应用A/D与D/A转换器在现代医学成像系统中的应用null第一节 D/A转换器一、D/A转换器的工作原理二、D/A转换器的主要技术指标三、集成D/A转换器四、D/A转换器的输出方式null D/A转换器是将一组输入的二进制数转换成相应数量的模拟电压或电流的电路。常见的D/A转换器有权电阻网络、倒T形电阻网络、权电流型、权电容网络和开关树型等D/A转换器。 D/A转换器数字量的输入方式有并行输入和串行输入两种类型。一、D/A转换器的工作原理一、D/A转换器的工作原理 D/A转换器的输入量是数字量和基准电压 ,输出模拟量为 null 代码di为1时，开关接到UR上，该支路电流Ii流向加法运算放大器； 1. 权电阻网络D/A转换器反相加法运算放大器电阻网络电子开关参考电压代码di为0时，开关接地，该支路电流Ii为0 。null由反相比例运算放大器的“虚断”和“虚地”，有对于n位输入的权电阻网络D/A转换器，输出电压与输入数字代码之间的关系表达式为 null 代码di为1时，开关接反相输入端（虚地），该支路电流Ii流向运算放大器； 2. 倒T形电阻网络D/A转换器代码di为0时，开关接地，该支路电流Ii流向接地端。反相加法运算放大器倒T形电阻网络参考电压电子开关null 对于n位输入的倒T形电阻网络D/A转换器，输出电压与输入数字代码之间的关系表达式为无论开关接反相端还是接地，各支路电流不变null二、D/A转换器的主要技术指标 1. 分辨率2. 转换误差3. 转换时间指从输入数字信号到输出稳定的模拟电压或电流所需的时间。通常DAC的转换时间不大于1S。常用输入数字量的有效位数表示，如8位、16位等。三、集成D/A转换器集成D/A转换器有多种类型三、集成D/A转换器① 按性能分，有通用型、高速型、高精度型等；② 按内部结构分，有包含数字寄存器的和不包含数字寄存器的；③ 按位数分，有8位、12位和16位等； ④ 按输出模拟信号分，有电流输出型和电压输出型。 null DAC0832是一个八位的D/A转换器，即输入八位数字量后，通过外接的运算放大器，可以获得相应的模拟电压值。DAC 0832电路框图DAC 0832电路框图nullDAC 0832 管脚排列图片选输入端，低电平有效写命令1端，低电平有效模拟地端D0 ~ D3 数字量输入null数字地端参考电压输入端null模拟电流输出端D4 ~ D7 数字量输入传送控制端，低电平有效null 写命令2端，低电平有效电压输入端允许数字量输入端，高电平有效null四、D/A转换器的输出方式常用的D/A转换器输出的模拟量是电流。要输出模拟电压，在D/A转换器的输出端还需要增加电路，将电流转换为电压。根据输出电压范围的不同，D/A转换器可以工作于单极性或双极性输出方式。null1. 单极性输出方式DAC0832 集成运放Anull2. 双极性输出方式集成运放A1的作用是将DAC0832的输出电流转换为输出电压；集成运放A2是反相加法运算放大器，可把输出电压变换为双极性。null对A2，由虚断得null第二节 A/D转换器一、A/D转换器的工作原理二、A/D转换器的主要技术指标三、集成A/D转换器null A/D转换器是将输入模拟电压转换成相应的一组二进制数的电路。按转换方式可分为直接A/D转换器和间接A/D转换器。 A/D转换器数字量的输出方式有并行输出和串行输出两种类型。一、A/D转换器的工作原理一、A/D转换器的工作原理逐次渐近型A/D转换器是一种反馈比较型的直接A/D转换器。组成：时钟脉冲源、逐次渐近寄存器、D/A转换器、控制逻辑和电压比较器等。 null① CP信号将寄存器最高位置1；DAC② 经DAC转换为模拟电压uO；③ uO送入A与uI比较：若uO > uI ，将寄存器最高位置0，次高位置1，若uO < uI ，将这一位的1保留，次高位置1；④ 逐次DA转换、比较到最低位为止。寄存器的逻辑状态就是对应于输入模拟电压的输出数字量。 uL高电平开始转换寄存器电压比较二、A/D 变换器的主要技术指标二、A/D 变换器的主要技术指标1. 分辨率 2. 转换误差3. 转换时间通常以输出二进制的位数表示分辨率，位数越多，分辨率越高。指实际输出数字量与理论输出数字量之间的差别。指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需要的时间。三、集成A/D转换器三、集成A/D转换器ADC0801的应用接线图片选输入端，输出允许端接地输入控制端，输出控制端接地时钟脉冲输入端模拟信号输入端数字信号输出端发光二极管显示输出状态null第三节 A/D与D/A转换器的应用举例一、D/A转换器的应用二、A/D转换器的应用null一、D/A转换器的应用基准电压D/A转换器字符发生器示波器null 电路输出的模拟电压信号可通过示波器显示，是峰值为5V的锯齿波。null二、A/D转换器的应用输入模拟电压A/D转换器逻辑分析仪示波器信号发生器基准电压null 信号发生器输出脉冲信号接SOC，控制模拟信号采样频率。八位输出端接逻辑分析仪，可同时显示各位数字信号随时间的逻辑状态变化。输出波形中对应的D7～D0高低电平即为瞬时VIN的A/D转换结果。

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