资源简介

【课题】
16.2 数模与模数转换器的概念
【教学目标】
知道数模与模数转换器的概念。
【教学重点】
数模转换器。
【教学难点】
数模转换器。
【教学过程】
【一、复习】
1．二进制的“权”。
2．万用表面板结构。
【二、引入新课】
数字万用表是应用A D转换器的典型例子。实质上，A D和D A转换的应用远不止这一点，而且其内容也复杂得多。
【三、讲授新课】
16.2.1　数模转换器
1．数模转换器：实现数字量转换为模拟量。转换的框图如图16.8所示。
图16.8　DAC示意框图
2．工作原理：输入的二进制数码存入寄存器，存入寄存器的二进制数，每一位控制着一个模拟开关，模拟开关只有两种可能的输出：或是接地或是经电阻接基准电压源。它由寄存器中的二进制数控制，模拟开关的输出送到加法网络，二进制数码的每一位都有一定的“权”，这个网络把每位数码变成它的加权电流，并把各位的权电流加起来得到总电流，总电流送入放大器，经放大器放大后得到与之对应的模拟电压。实现数字量与模拟量的转换。
16.2.2 模数转换器
1．模数转换器：实现模拟量转换为数字量。转换的框图如图16.9所示。
图16.9　ADC示意框图
2．工作原理：输入端输入的模拟电压，经采样、保持、量化和编码四个过程的处理，转换成对应的二进制数码输出。采样就是利用模拟开关将连续变化的模拟量变成离散的数字量，如图16.9中波形③所示。由于经采样后形成的数字量宽度较窄，经过保持电路可将窄脉冲展宽，形成梯形波，如波形④所示。量化和编码就是将梯形波中某一阶梯电压值转换为相应的二进制数码。这个过程就实现了模 数转换。目前集成模数转换器种类较多，有8位也有10位模数转换器。
工作过程：被测信号由万用表表笔引入，通过功能选择开关将相应的不同性质、不同类型的参数转换为直流电压形式。然后通过量程选择将过大的信号适当衰减变小，将过小信号适当放大，以满足A D转换器对输入信号的要求，它将输入的直流电压转变成相应的二进制代码，并经过显示译码电路译码变换，显示器以十进制数码形式将测量结果直接显示出来。若被测信号极性为正时，直接显示数字；若被测信号极性为负时，则在所显示数字的前面出现“ ”号。
【四、小结】
1．数模与模数转换器应用十分广泛，特别是在采用数字化方式的自动控制系统中。可采用图16.10说明。
图16.10 生产过程中自动控制流程图
2．模数转换过程中的几个概念：（1）采样和保持；（2）量化和编码。
【五、习题】
三、填空题：1、2、3。
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