数模转换器(DAC).doc

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课  题15.1 数模转换器（DAC）
课 型新课授课班级授课时数2
教学目标1．了解数模转换器的电路结构和工作原理。
2．了解数模转换器的一般应用。
教学重点1．T形电阻网络数/模转换器的工作原理。
2．倒T形电阻网络数/模转换器的工作原理。
教学难点数/模转换器的工作原理。
学情分析-
教学效果
教后记
新课
A．引入
把模拟信号转换成数字信号，称为模数转换；把数字信号转换成模拟信号称为数模转换。相应地把实现A/D转换的电路称为A/D转换器ADC；实现D/A转换的电路称为D/A转换器DAC。
B．新授课
15.1 数模转换器（DAC）
15.1.1 T型电阻DAC
1．电路组成

：4个电子模拟开关，分别受输入的数字信号控制。
当=0时，开关切换到接地端；当=1时，开关接向基准电压。
2．工作原理
（1）特点
①从任一节点向左或向右到接地或虚地端的等效电阻相等，其大小为2R。
②从任一模拟开关到接地端或虚地端的等效电阻为3R。如图（b）所示。
（2）基本原理
①n位二进制数每1位的权。一个n位二进制数可表示为，其最高有效位MSB到最低位有效位LSB的权位依次为，，…，，。
②每1位按权的大小转换成相应的模拟量。为了将数字量转换成模拟量，必须将二进制的每1位按权的大小转换成相应的模拟量。
③将代表各位的模拟量再相加，这样就可以得到与该数字量成正比的模拟量。
（3）计算
模拟开关是接向基准电压，还是接向地端，受到输入的二进制数码控制。因此，的一般表达式为：

输出电压为：

对于n位T型网络DAC，可推广为

输出模拟电压与输入数字量成正比，比例系数为。
例15-1 有一个5位T型电阻DAC，=10V，，，试求出输出电压=？
解 由上述公式可得
  15.1.2 倒T型电阻DAC
1．电路组成

模拟开关直接与虚地相连。当=0时，对应的模拟开关接向地端；当=1时，对应的模拟开关接向虚地端。图中反相运放A的反馈电阻。
2．工作原理
因为倒T型DAC任一节点对地的等效电阻为R，所以从基准电压流出的电流I为

电流每流过一个节点，就均分为两支相等的电流。各模拟开关、、、流过的电流分别为I/2、I/4、I/8、I/16，而且与开关的状态无关。
输入数码为任意值时，的一般表达式为：
  输出电压为：

（引导学生分析工作原理）

（讲解）

（讲解）

练习1．试画出计算信号处理的方框图。说明各部分电路的作用。
2．倒T型电阻DAC与T型电阻DAC相比，模拟开关的工作状态不同？倒T型电阻DAC与T型电阻DAC相比，有什么优点？
小结数模转换器的功能是将数字信号转换为模拟信号。
2．对于n位T型网络DAC，输出电压为

  3．倒T型DAC输出电压为：

布置作业P267习题十五
15-2，15-4。

课  题15.2 模数转换器（ADC）
课 型新课授课班级授课时数2
教学目标1．了解模数转换器的电路结构和工作原理。
2．了解模数转换器的一般应用。
教学重点模数转换的基本原理。
并行比较型ADC。
逐位比较型ADC。
教学难点模数转换的基本原理。
学情分析
教学效果
教后记
新课
A．引入
A/D转换器是所有数字测量仪器的核心部分，一个被测模拟量要用数字量显示出来，必须先将模拟量转换成数字量。
B．新授课
15.2 模数转换器（ADC）
15.2.1 模数转换的基本原理
1．采样和保持

（1）采样：就是对连续变化的模拟信号定时进行测量，抽取样值。通过采样，一个在时间上连续变化的模拟信号就转换为随时间断续变化的脉冲信号。
（2）采样过程

图（a）为一个受控的模拟开关，构成采样器。到来时，V导通，=。采样器在采样脉冲的控制下,把输入的模拟信号变换为脉冲信号，如图（b）所示。
（3）采样—保持电路
为了便于量化和编码，需要将每次采样取得的样值暂存，保持不变，直到下一个采样脉冲的到来。这就要接一个保持电路。

2．量化和编码

量化：就是把采样电压转换为以某个最小单位电压的整数倍的过程。分成的等级称为量化级，称为量化单位。
编码：就是用二进制代码来表示量化后的量化电平。
量化误差：采样后得到的样值不可能刚好是某个量化基准值，总会有一定的误差，这个误差称为量化误差。
15.2.2 并行比较型ADC
1．电路组成
由电阻分压器、电压比较器及编码电路组成。
电阻分压器：确定量化电压。
电压比较器：用来确定采样电压的量化。
编码器：对比较器的输出进行编码，然后输出二进制代码。
2．工作原理
①提供参考电压 由8个大小相等的电阻串联构成电阻分压器，产生不同数值的参