第十章 数 /模与模 /数变换器
§ 10.1 数 /模转换器（ DAC）
§ 10.2 模 /数转换器（ ADC）
教 学 要 求
掌握 R/2R梯形网络或倒置 R/2R梯形网络 D/A转换器电路结构和工作原理。
了解典型集成 D/A转换器的电路结构。
重点、难点：
D/A转换器的电路结构和工作原理。
作业,P422 10.1.2
用途,数 /模与模 /数变换器是计算机与外部设备的重要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要部件。
D/A变换器 也称为数 /模变换器，作用是将数字量转换为模拟量
A/D变换器 也称为模 /数变换器，作用是将模拟量转换为数字量的装置基本概念控制对象计算机ADC DAC
传感器执行元件由于构成数字代码的每一位都有一定的
“权”，因此为了将数字量转换成模拟量，就必须将每一位代码按其“权”转换成相应的模拟量，
然后再将代表各位的模拟量相加即可得到与该数字量成正比的模拟量，这就是构成 D/A变换器的基本思想。
§ 10.1 数 /模转换器（ DAC）
何谓权？
如何求和？
模拟电压权 1
权 n
权 2 求和电路
D1D2Dn
基准电压数字量
1 1 1 1 11 1 1
1/256VCC
0V
1/2VCC
1/16VCC
1/32VCC
1/64VCC
1/128VCC
1/8VCC
1/4VCC
模拟电压数字量每一位数字量与模拟电压一一对应权
UO
+
+
-A
U1
U2
）（ 21 UU
R
R
U fO
结论：
求和电路
fR
R
0
2
2
1
1
21
i
f
O
f
if
I
R
U
I
R
U
I
R
U
I
IIII
原理：
10.1.1 权电阻 D/A变换器
uo
UR
S2S3 S1 S0
RR/2R/4R/8
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D2 D1 D0
0 0 1 1
+
+
-A
5 k?
R = 80 k?
这种变换器由“电子模拟开关”、
“权电阻求和网络”、“运算放大器”
和“基准电源”等部分组成。
+
+
-A uo
S2S3 S1 S0
RR/2R/4R/8
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D2 D1 D0
0 0 1 1
UR
5 k?
R = 80 k?
电子模拟开关 ( S0 ~S3 ) 是受二进制数 D0 ~ D3 控制并由电子器件构成的开关。当 DK ＝ 1 时，则开关
SK 接到位置 1上，将基准电源 UR经电阻 Rk引起的电流接到运算放大器的虚地点；当 Dk＝ 0 时，开关 Sk
接到位置 0,将相应电流直接接地而不进运放。
T1 T2
S
D
a
模拟电子开关的简化原理电路当 D = 1 时,T2 管饱和导通,T1 管截止，则 S
与 a 点通 ；
当 D = 0 时,T1 管饱和导通,T2 管截止，则
S 被接地 。
前者相当于开关 S
接到,1,端,后者则 相当于开关 S 接到
,0,端 。
+
+
-A uo
S2S3 S1 S0
RR/2R/4R/8
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D2 D1 D0
0 0 1 1
UR
5 k?
R = 80 k?
Uo = - UR RF
R （ ）D3 D0D1D22
3 202122＋ ＋ ＋
根据求和电路的结论可得：
显然，输出模拟电压的大小直接与输入二进制数的大小成正比，从而实现了数字量到模拟量的转换 。 该电路的问题是什么？
10.1.2 R-2R倒 T形电阻网络 DAC( 以 4位为例 )
uo
UR
AB
+
+
-A
S2S3 S1 S0
2R2R2R2R
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D2 D1 D0
0 0 1 1
2R
R R R
I3 I2 I1 I0
I
CD
由于解码网络的电路结构和参数匹配，使得上图中 D,C,B,A四点的电位逐位减半。
下面分析输入数字量和输出模拟电压 uo 之间的关系,
注意：开关 S不管处于何种位置 S端电位均为 0
uo
+
+
-A
S2S3 S1 S0
2R2R2R2R
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D
2 D1 D0
0 0 1 1
UR
2R
R R R
I3 I2 I1 I0
I
ABCD
UD = UR
Uc = UR / 2
UB = UR /4
UA = UR /8
即,结论：每个 2R
支路中的电流是逐位减半的，而且大小与开关位置无关。
+
+
-A uo
S2S3 S1 S0
2R2R2R2R
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D2 D1 D0
0 0 1 1
UR
2R
R R R
I3 I2 I1 I0
I
ABCD
I = I3 + I2 + I1 + I0
UR
2R= D3
UR
16R D0
UR
8R D1
UR
4R D2+ + +
= UR16R ( 8D3 + 4D2 + 2D1 + 1D0 )
= UR RF16R ( 8D3 + 4D2 + 2D1 + 1D0 )uo -
2,D /A 转换器的主要技术指标
（ 1） 分辨率分辨率用输入二进制数的有效位数表示 。 在分辨率为 n位的
D/A转换器中,输出电压能区分 2n个不同的输入二进制代码状态,能给出 2n个不同等级的输出模拟电压 。
分辨率也可以用 D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压的比值来表示 。 10位 D/A转换器的分辨率为：
（ 2） 转换精度
D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差,即最大静态转换误差 。
（ 3） 输出建立时间从输入数字信号起,到输出电压或电流到达稳定值时所需要的时间,称为输出建立时间 。
0 0 1.01 0 2 3112 110
DAC产生误差的主要原因：
参考电压 Vref的波动，运算放大器的零点漂移，电阻网络中电阻值的偏差等。
10.1.4 集成 DAC
D/A变换器集成电路有多种型号。常见的有,DAC1132,AD7520,DAC0832等。 下面以 DAC0832为例来介绍集成电路 D/A变换器。
它是八位的 D/A变换器,即在对其输入八位数字量后，通过外接的运算放大器，可以获得相应的模拟电压值。
下图是它的内部简化电路框图 和管脚图：
一,电路结构
DAC 0832 简化电路框图八位寄存器
(1)
输入八位寄存器
(2)
输入 八位变换器
－
＋
＋
UR
Rfb
Iout1
Iout2
AGND
VCC
uo
DGND&ILE
CS
WR1
WR2
XFER
D/A
D7
D0
...
.
..
1
1
ADC 0832 管脚分布图
CS
WR1
WR2AGND
D4
D5
D6
D7
D0
D1
D2
D3
UCC
UR
Rfb
DGND
LCE
XFER
Iout1
Iout2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
19
18
17
16
15
14
13
12
11
20片选端，低电平有效写脉冲输入端写脉冲输入端模拟地数字地参考电压源正电源端 5-15V
输入允许端数字移动控制端电流输出端电流输出端反馈电阻引出端
8位数据 LSB端
8位数据 MSB端
8位数据端
8位数据端
8位数据端
8位数据端8位数据端
8位数据端教学要求
掌握 A/D转换器的电路结构和工作原理。
了解典型集成 A/D转换器的电路结构。
重点、难点：
A/D转换器的电路结构和工作原理。
作业,P425 10.2.2
目的,A/D变换器的目的是将模拟量转换成与之成正比的数字量。它是模拟信号和数字仪器的接口。根据其性能不同，类型也比较多。
§ 10.2 模 /数转换器（ ADC）
步骤,采样，保持，量化，编码
10.2.1 A/D转换的一般过程一,采样与保持按一定时间间隔采集模拟信号
“样值” 保持一段时间
1,采样定理
1,采样频率大于模拟信号最高频率分量的 2倍，
根据规程采样频率在 5倍以上。
2,图 10.2.1,
(a),(b),通过样值绘制的正弦曲线只有一条
(c),所采集的样值全为 0,无法恢复
(d):可画出无数振幅不同但频率相同的正弦波
(e),(f),通过采样值可以绘出与原正弦波频率不同的新的波形，混叠
2,常用的几种采样 ---保持电路采样开关 T，存储输入信息的电容 C，缓冲放大器 A
(a) 基本采样 ---保持电路
AT
C
Vi
VO
Vs
(b) 高输入阻抗的采样 ---保持电路减小采样电路对输入信号的影响减小了电容的充电时间常用采样保持集成电路有 AD585,AD684、
AD1154,SHC76等
Vi A A
T
C
Vs
VO
二,量化与编码量化,对采样 ---保持得到的信号用近似的方法进行取值。
量化单位,数字量最低有效位的 1所代表的模拟量的大小。
量化方法,只舍不入法：量化误差为四舍五入法：量化误差为 /2
5q
3q
4q
2q
q
6q
整数模拟量 实际模拟量
T 3T 5T 7T
001
100
011
010
101
110
编码时间
10.2.2 并行比较 ADCuxUs
R
R
R
R
R
R
R
R/2
D2
D1
D0
数字输出
-
+ +
-
+ +
-
+ +
-
+ +
-
+ +
-
+ +
-
+ +
A
G
F
E
C
D
B
编码器
13 US/15
11 US/15
9US/15
7US/15
5US/15
3US/15
US/15
电路如左图所示。它由三部分组成,分压器、比较器和 编码器 。
这种 A/D 变换器的 优点 是转换速度快，
缺点 是所需比较器数目多，
位数越多矛盾越突出。精度取决于电平的划分输入电压 u
x
比较器输入
A B C D E F G D2 D0D1
编码器输出
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 0
0 0
0
1
1
1
1
1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0
0 0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1
1
1
1
1
1
1
1
0
0 0
逻辑状态关系表
11US/15 > ux > 9US/15
US > ux > 13US/15
13US/15 > ux > 11US/15
9US/15 > ux >7US/15
7US/15 > ux > 5US/15
5US/15 > ux >3US/15
3US/15 > ux > US/15
US/15 > ux > 0
10.2.3 反馈比较式 ADC
一,记数型 A/D转换由计数器,D/A转换器，比较器组成
Vi
八位 D/A
转换器八位计数器八 D触发器数字输出启动开关时钟
+5V
10K
CLR
D0
D7 Q7
Q0
VDD
+
CP
VO
清零 比较器输出高电平，与门打开 计数器加计数
Vo增加 Vo>Vi时，比较器输出低电平，
与门关闭，八 D触发器输出。
Vi
八位 D/A
转换器八位计数器八 D触发器数字输出启动开关时钟
+5V
10K
CLR
D0
D7 Q7
Q0
VDD
+
CP
VO
二,逐次逼近 ADC
其工作原理可用天平秤重过程作比喻来说明。若有四个砝码共重 15克，每个重量分别为 8,4,2,1克。设待秤重量 Wx = 13克，
可以用下表步骤来秤量：
砝码重第一次第二次第三次第四次加 4克加 2克加 1克
8 克 砝码总重 < 待测重量 Wx,故保留砝码总重仍 <待测重量 Wx,故保留砝码总重 > 待测重量 Wx,故撤除砝码总重 ＝ 待测重量 Wx,故保留暂时结果
8 克
12 克
12 克
13 克结 论
－
＋＋
1 0 0 0
1 0 0 0
D / A
ux (待转换的模拟电压 )
uo
uc
控制逻辑数码寄存器移位寄存器时钟清 0、置数清 0、置数
CP,(移位命令 )
“1”状态是否保留控制端
－
＋＋
1 0 0
D / A
Ux=6.84V
uo
uc
控制逻辑数码寄存器移位寄存器时钟清 0、置数清 0、置数
CP,(移位命令 )
“1”状态是否保留控制端
5V-7.5V-6.25V-6.875V-6.25V
0
11
1
1
1
1 1
1
1
1
1
0 0 0
0 0 0
000
0 0 0
0
0
0 0
0
0-10V
10.2.5 ADC 的主要技术指标一,转换时间,完成一次 A/D转换所需时间,也可定义为每秒转换的次数，即转换速度。
二,分解度,是指输出数字量最低有效位为 1所需的模拟输入电压。
三,量化误差,指量化产生的误差。有舍有 入：
+ 1/2LSB
四,精度,总误差
10.2.4 双积分 ADC
五,输入模拟电压范围,指 ADC允许输入电压范围。
10.2.6 集成 ADC举例
ADC0809 是分辨率为八位的模数转换组件,采用逐次逼近型工作原理。输入可有
8个通道切换，输出带三态锁存缓冲器，逻辑电平与 TTL,CMOS电路兼容。单电源
+5V工作。
A/D变换组件也有多种型号可供选择，如：
高速的，高分辨率的，高速且高精度的等等。
使用者可根据任务要求进行选择。下面以
ADC0809 为例,介绍集成电路 A/D变换器。
D7
D0
ADC0809 内部电路框图数据寄存器控制与时序
...
...
+
+
-
D/A变换器
8
路模拟开关地址锁存与译码三态输出缓冲器
ALE
UREF--
OE
UREF+
EOC
START CP
8
个模拟电压
ADC 0809 管脚分布图
OE
D4
D5
D6
D7
D0
D1 D2
D3
GND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 19
18
17
16
1514
13
12
11
20
ALE
START
EOC
UREF(+)
UDD
27
26
25
24
23
22
21
28
UREF(-)
CP
A2
A1
A0
IN0
IN1
IN2
IN7
IN6
IN5
IN4
IN3 模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入启动转换结束标志输出允许端输入地址数据输出数据输出数据输出数据输出数据输出数据输出数据输出数据输出输入地址输入地址地址锁存允许端时钟脉冲电源地电源 5V
外接基准电压负端外接基准电压
§ 10.1 数 /模转换器（ DAC）
§ 10.2 模 /数转换器（ ADC）
教 学 要 求
掌握 R/2R梯形网络或倒置 R/2R梯形网络 D/A转换器电路结构和工作原理。
了解典型集成 D/A转换器的电路结构。
重点、难点：
D/A转换器的电路结构和工作原理。
作业,P422 10.1.2
用途,数 /模与模 /数变换器是计算机与外部设备的重要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要部件。
D/A变换器 也称为数 /模变换器，作用是将数字量转换为模拟量
A/D变换器 也称为模 /数变换器，作用是将模拟量转换为数字量的装置基本概念控制对象计算机ADC DAC
传感器执行元件由于构成数字代码的每一位都有一定的
“权”，因此为了将数字量转换成模拟量，就必须将每一位代码按其“权”转换成相应的模拟量，
然后再将代表各位的模拟量相加即可得到与该数字量成正比的模拟量，这就是构成 D/A变换器的基本思想。
§ 10.1 数 /模转换器（ DAC）
何谓权？
如何求和？
模拟电压权 1
权 n
权 2 求和电路
D1D2Dn
基准电压数字量
1 1 1 1 11 1 1
1/256VCC
0V
1/2VCC
1/16VCC
1/32VCC
1/64VCC
1/128VCC
1/8VCC
1/4VCC
模拟电压数字量每一位数字量与模拟电压一一对应权
UO
+
+
-A
U1
U2
）（ 21 UU
R
R
U fO
结论：
求和电路
fR
R
0
2
2
1
1
21
i
f
O
f
if
I
R
U
I
R
U
I
R
U
I
IIII
原理：
10.1.1 权电阻 D/A变换器
uo
UR
S2S3 S1 S0
RR/2R/4R/8
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D2 D1 D0
0 0 1 1
+
+
-A
5 k?
R = 80 k?
这种变换器由“电子模拟开关”、
“权电阻求和网络”、“运算放大器”
和“基准电源”等部分组成。
+
+
-A uo
S2S3 S1 S0
RR/2R/4R/8
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D2 D1 D0
0 0 1 1
UR
5 k?
R = 80 k?
电子模拟开关 ( S0 ~S3 ) 是受二进制数 D0 ~ D3 控制并由电子器件构成的开关。当 DK ＝ 1 时，则开关
SK 接到位置 1上，将基准电源 UR经电阻 Rk引起的电流接到运算放大器的虚地点；当 Dk＝ 0 时，开关 Sk
接到位置 0,将相应电流直接接地而不进运放。
T1 T2
S
D
a
模拟电子开关的简化原理电路当 D = 1 时,T2 管饱和导通,T1 管截止，则 S
与 a 点通 ；
当 D = 0 时,T1 管饱和导通,T2 管截止，则
S 被接地 。
前者相当于开关 S
接到,1,端,后者则 相当于开关 S 接到
,0,端 。
+
+
-A uo
S2S3 S1 S0
RR/2R/4R/8
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D2 D1 D0
0 0 1 1
UR
5 k?
R = 80 k?
Uo = - UR RF
R （ ）D3 D0D1D22
3 202122＋ ＋ ＋
根据求和电路的结论可得：
显然，输出模拟电压的大小直接与输入二进制数的大小成正比，从而实现了数字量到模拟量的转换 。 该电路的问题是什么？
10.1.2 R-2R倒 T形电阻网络 DAC( 以 4位为例 )
uo
UR
AB
+
+
-A
S2S3 S1 S0
2R2R2R2R
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D2 D1 D0
0 0 1 1
2R
R R R
I3 I2 I1 I0
I
CD
由于解码网络的电路结构和参数匹配，使得上图中 D,C,B,A四点的电位逐位减半。
下面分析输入数字量和输出模拟电压 uo 之间的关系,
注意：开关 S不管处于何种位置 S端电位均为 0
uo
+
+
-A
S2S3 S1 S0
2R2R2R2R
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D
2 D1 D0
0 0 1 1
UR
2R
R R R
I3 I2 I1 I0
I
ABCD
UD = UR
Uc = UR / 2
UB = UR /4
UA = UR /8
即,结论：每个 2R
支路中的电流是逐位减半的，而且大小与开关位置无关。
+
+
-A uo
S2S3 S1 S0
2R2R2R2R
R3 R2 R1 R0
RF
D3 D2 D1 D0
0 0 1 1
UR
2R
R R R
I3 I2 I1 I0
I
ABCD
I = I3 + I2 + I1 + I0
UR
2R= D3
UR
16R D0
UR
8R D1
UR
4R D2+ + +
= UR16R ( 8D3 + 4D2 + 2D1 + 1D0 )
= UR RF16R ( 8D3 + 4D2 + 2D1 + 1D0 )uo -
2,D /A 转换器的主要技术指标
（ 1） 分辨率分辨率用输入二进制数的有效位数表示 。 在分辨率为 n位的
D/A转换器中,输出电压能区分 2n个不同的输入二进制代码状态,能给出 2n个不同等级的输出模拟电压 。
分辨率也可以用 D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压的比值来表示 。 10位 D/A转换器的分辨率为：
（ 2） 转换精度
D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差,即最大静态转换误差 。
（ 3） 输出建立时间从输入数字信号起,到输出电压或电流到达稳定值时所需要的时间,称为输出建立时间 。
0 0 1.01 0 2 3112 110
DAC产生误差的主要原因：
参考电压 Vref的波动，运算放大器的零点漂移，电阻网络中电阻值的偏差等。
10.1.4 集成 DAC
D/A变换器集成电路有多种型号。常见的有,DAC1132,AD7520,DAC0832等。 下面以 DAC0832为例来介绍集成电路 D/A变换器。
它是八位的 D/A变换器,即在对其输入八位数字量后，通过外接的运算放大器，可以获得相应的模拟电压值。
下图是它的内部简化电路框图 和管脚图：
一,电路结构
DAC 0832 简化电路框图八位寄存器
(1)
输入八位寄存器
(2)
输入 八位变换器
－
＋
＋
UR
Rfb
Iout1
Iout2
AGND
VCC
uo
DGND&ILE
CS
WR1
WR2
XFER
D/A
D7
D0
...
.
..
1
1
ADC 0832 管脚分布图
CS
WR1
WR2AGND
D4
D5
D6
D7
D0
D1
D2
D3
UCC
UR
Rfb
DGND
LCE
XFER
Iout1
Iout2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
19
18
17
16
15
14
13
12
11
20片选端，低电平有效写脉冲输入端写脉冲输入端模拟地数字地参考电压源正电源端 5-15V
输入允许端数字移动控制端电流输出端电流输出端反馈电阻引出端
8位数据 LSB端
8位数据 MSB端
8位数据端
8位数据端
8位数据端
8位数据端8位数据端
8位数据端教学要求
掌握 A/D转换器的电路结构和工作原理。
了解典型集成 A/D转换器的电路结构。
重点、难点：
A/D转换器的电路结构和工作原理。
作业,P425 10.2.2
目的,A/D变换器的目的是将模拟量转换成与之成正比的数字量。它是模拟信号和数字仪器的接口。根据其性能不同，类型也比较多。
§ 10.2 模 /数转换器（ ADC）
步骤,采样，保持，量化，编码
10.2.1 A/D转换的一般过程一,采样与保持按一定时间间隔采集模拟信号
“样值” 保持一段时间
1,采样定理
1,采样频率大于模拟信号最高频率分量的 2倍，
根据规程采样频率在 5倍以上。
2,图 10.2.1,
(a),(b),通过样值绘制的正弦曲线只有一条
(c),所采集的样值全为 0,无法恢复
(d):可画出无数振幅不同但频率相同的正弦波
(e),(f),通过采样值可以绘出与原正弦波频率不同的新的波形，混叠
2,常用的几种采样 ---保持电路采样开关 T，存储输入信息的电容 C，缓冲放大器 A
(a) 基本采样 ---保持电路
AT
C
Vi
VO
Vs
(b) 高输入阻抗的采样 ---保持电路减小采样电路对输入信号的影响减小了电容的充电时间常用采样保持集成电路有 AD585,AD684、
AD1154,SHC76等
Vi A A
T
C
Vs
VO
二,量化与编码量化,对采样 ---保持得到的信号用近似的方法进行取值。
量化单位,数字量最低有效位的 1所代表的模拟量的大小。
量化方法,只舍不入法：量化误差为四舍五入法：量化误差为 /2
5q
3q
4q
2q
q
6q
整数模拟量 实际模拟量
T 3T 5T 7T
001
100
011
010
101
110
编码时间
10.2.2 并行比较 ADCuxUs
R
R
R
R
R
R
R
R/2
D2
D1
D0
数字输出
-
+ +
-
+ +
-
+ +
-
+ +
-
+ +
-
+ +
-
+ +
A
G
F
E
C
D
B
编码器
13 US/15
11 US/15
9US/15
7US/15
5US/15
3US/15
US/15
电路如左图所示。它由三部分组成,分压器、比较器和 编码器 。
这种 A/D 变换器的 优点 是转换速度快，
缺点 是所需比较器数目多，
位数越多矛盾越突出。精度取决于电平的划分输入电压 u
x
比较器输入
A B C D E F G D2 D0D1
编码器输出
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 0
0 0
0
1
1
1
1
1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0
0 0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1
1
1
1
1
1
1
1
0
0 0
逻辑状态关系表
11US/15 > ux > 9US/15
US > ux > 13US/15
13US/15 > ux > 11US/15
9US/15 > ux >7US/15
7US/15 > ux > 5US/15
5US/15 > ux >3US/15
3US/15 > ux > US/15
US/15 > ux > 0
10.2.3 反馈比较式 ADC
一,记数型 A/D转换由计数器,D/A转换器，比较器组成
Vi
八位 D/A
转换器八位计数器八 D触发器数字输出启动开关时钟
+5V
10K
CLR
D0
D7 Q7
Q0
VDD
+
CP
VO
清零 比较器输出高电平，与门打开 计数器加计数
Vo增加 Vo>Vi时，比较器输出低电平，
与门关闭，八 D触发器输出。
Vi
八位 D/A
转换器八位计数器八 D触发器数字输出启动开关时钟
+5V
10K
CLR
D0
D7 Q7
Q0
VDD
+
CP
VO
二,逐次逼近 ADC
其工作原理可用天平秤重过程作比喻来说明。若有四个砝码共重 15克，每个重量分别为 8,4,2,1克。设待秤重量 Wx = 13克，
可以用下表步骤来秤量：
砝码重第一次第二次第三次第四次加 4克加 2克加 1克
8 克 砝码总重 < 待测重量 Wx,故保留砝码总重仍 <待测重量 Wx,故保留砝码总重 > 待测重量 Wx,故撤除砝码总重 ＝ 待测重量 Wx,故保留暂时结果
8 克
12 克
12 克
13 克结 论
－
＋＋
1 0 0 0
1 0 0 0
D / A
ux (待转换的模拟电压 )
uo
uc
控制逻辑数码寄存器移位寄存器时钟清 0、置数清 0、置数
CP,(移位命令 )
“1”状态是否保留控制端
－
＋＋
1 0 0
D / A
Ux=6.84V
uo
uc
控制逻辑数码寄存器移位寄存器时钟清 0、置数清 0、置数
CP,(移位命令 )
“1”状态是否保留控制端
5V-7.5V-6.25V-6.875V-6.25V
0
11
1
1
1
1 1
1
1
1
1
0 0 0
0 0 0
000
0 0 0
0
0
0 0
0
0-10V
10.2.5 ADC 的主要技术指标一,转换时间,完成一次 A/D转换所需时间,也可定义为每秒转换的次数，即转换速度。
二,分解度,是指输出数字量最低有效位为 1所需的模拟输入电压。
三,量化误差,指量化产生的误差。有舍有 入：
+ 1/2LSB
四,精度,总误差
10.2.4 双积分 ADC
五,输入模拟电压范围,指 ADC允许输入电压范围。
10.2.6 集成 ADC举例
ADC0809 是分辨率为八位的模数转换组件,采用逐次逼近型工作原理。输入可有
8个通道切换，输出带三态锁存缓冲器，逻辑电平与 TTL,CMOS电路兼容。单电源
+5V工作。
A/D变换组件也有多种型号可供选择，如：
高速的，高分辨率的，高速且高精度的等等。
使用者可根据任务要求进行选择。下面以
ADC0809 为例,介绍集成电路 A/D变换器。
D7
D0
ADC0809 内部电路框图数据寄存器控制与时序
...
...
+
+
-
D/A变换器
8
路模拟开关地址锁存与译码三态输出缓冲器
ALE
UREF--
OE
UREF+
EOC
START CP
8
个模拟电压
ADC 0809 管脚分布图
OE
D4
D5
D6
D7
D0
D1 D2
D3
GND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 19
18
17
16
1514
13
12
11
20
ALE
START
EOC
UREF(+)
UDD
27
26
25
24
23
22
21
28
UREF(-)
CP
A2
A1
A0
IN0
IN1
IN2
IN7
IN6
IN5
IN4
IN3 模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入模拟电压输入启动转换结束标志输出允许端输入地址数据输出数据输出数据输出数据输出数据输出数据输出数据输出数据输出输入地址输入地址地址锁存允许端时钟脉冲电源地电源 5V
外接基准电压负端外接基准电压
