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時鐘脈沖
4.98V
8位二進制輸入
圖2.1 -2 D/A轉換器示意圖
0000 0000
0000 0001
0000 0010
0000 0011
0000 0100
.
.
.
1111 1101
1111 1110
1111 1111
輸出電壓N
0.000 0
0.019 5
0.039 0
0.058 5
0.078 0
.
.
4.941
4.960 5
4.980
為了實現上述功能,我們可以用電阻網絡和求和放大器組成D/A轉換器來完成,其電
路框圖如圖2.1 -3所示。
數字輸入
DCBA
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┃ ┃ L ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
┃ ┃ ┃ ┃ 電阻 ┃ ┃ 求和 ┃
┃ ┃ ┃ ┃ 網絡 ┃ ┃ 放大器 ┃
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圖2.1 -3 D/A轉換器電路框圖
下篇數字電子技術基礎125
常用的電阻網絡有R -2R階梯網絡、T型網絡等,在此不再詳述。
2.1.3A/D轉換器
A/D轉換器是將模擬量轉換為數字量的器件。實際中所用的信息大都是模擬信號,必
須先經過A/D轉換,才能輸入到計算機進行處理。因此,A/D轉換器在計算機系統中得到
了廣泛應用。
在A/D轉換器中,有以下幾種基本轉換方法:并行比較法、斜波法、逐次逼近法和積
分法等。其中,逐次逼近法和積分法用得較多。斜波法和逐次逼近法都需要用到D/A轉換
器。在這種情況下,D/A轉換器與A/D轉換器通常集成在同一個芯片上。下面以斜波法為
例,簡述A/D轉換器的基本原理。
斜波型A/D轉換器也稱為計數式A/D轉換器。它是將未知電壓輸入到一個連成為斜波
發生器的轉換器上。如果未知輸入模擬電壓大于斜波信號,則計數繼續進行;如果斜波信號
超過未知輸入電壓,則計數停止,并將斜波保持在一個固定電平上,然后由計算機讀出。
電路組成如圖2.1 -4所示,它包括電壓比較器、與門、二進制計數器和D/A轉換器。
比較器將A端輸入的模擬量和從D/A轉換器輸出的數值(B端)進行比較,如果
A>B,則允許二進制計數器繼續計數;當A≤B時,則二進制計數器俘止計數。
時鐘脈沖
模擬輸入
數字輸出
D C B A
圖2.1 -4斜波型A/D轉換器
下面簡述其工作過程。
當A>B時,比較器的輸出端為高電位,即X=l;當A≤B時,比較器的輸出端為低電
位,即x =O。
當X=l時,與門開啟,時鐘脈沖加到二進制計數器,計數器的輸出數據同時加到D/A
轉換器。D/A轉換器的輸出模擬電壓被反饋到比較器的輸入端B,它與A端輸入的模擬量
進行比較,如果仍然滿足A>B,則二進制計數器繼續計數。只有當比較器的輸入端滿足
A≤B時,比較器的輸出才為X =O,此時與門被關閉,二進制計數器停止計數。可見,二進
制計數器的輸出值表示的就是A端輸入的模擬量。如果畫出比較器B端(D/A轉換器的輸
出)的信號波形,它將是一個階梯斜波或鋸齒波。所以,這種A/D轉換器稱為斜波型A/D
126電子技術基礎____
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民用航空器維修基礎系列教材 電子技術基礎(77)