数模转换电路的设计及实现.ppt

6.1.1 D/A转换中的基本概念 数字量：一类物理量的变化在时间上和数量上都是离散的。它们的变化在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间。同时，它们的数值大小和每次的增减变化都是某一个最小数量单位的整数倍，而小于这个最小数量单位的数值没有任何物理意义。这一类物理量叫做数字量。 　　从数字信号到模拟信号的转换称为数/模转换（简称D/A转换），实现数/模转换的电路称为D/A转换器（简称DAC）。 　　从模拟信号到数字信号的转换称为模/数转换（简称A/D转换），实现模/数转换的电路叫做A/D转换器（简称ADC）； 6.1.2 D/A转换电路在系统中的作用 6.3 DAC工作原理 2. 工作原理 6.4 DAC的主要技术参数 2. 转换速度 WR2： DAC寄存器写选通输入线， 负脉冲有效, 当 XFER为”0”时，WR2有效信号可将当前输入锁存器的输出状态传送到DAC寄存器中。 Iout1： 电流输出线，当输入全为1时Iout最大。 Iout2： 电流输出线，Iout2+Iout1为常数。 Rfb： 反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度。 Vref ： 基准电压输入端，Vref取值范围为－10V～+10V。 VCC： 电源电压端，Vcc取值范围为+5V～+15V。 Agnd： 模拟地。 Dgnd： 数字地。 6.6 本情景任务 （一） 用仿真软件proteus做一个简单的电压D/A转换电路。使用DAC0832芯片。 （二）设计一个正弦波信号发生器，在一定范围内调节信号频率和振幅。焊接电路板，下载程序，实现设计。 （三）问题与思考，任务拓展。模拟用户需求，提出更加细致要求，如增加转换通道，输出信号范围大幅度变化等等。 * * 情景6：数模转换电路 6.4 DAC的主要技术参数 6.2 D/A转换基本原理 6.3 D/A转换器工作原理 6.5 集成D/A转换器及其接口设计 6.6 本情景任务 6.1 数模转换电路的作用 　　数/模转换就是将数字量转换成与它成正比的模拟量。 6.2 D/A转换基本原理 　　 数字量： (D3D2D1D0)2＝(D3×23＋D2×22＋D1×21＋D0×20)10 (1101) 2 ＝(1×23＋1×22＋0×21＋1×20)10 　 模拟量： uo＝K(D3×23＋D2×22＋D1×21＋D0×20)10 uo＝K(1×23＋1×22＋0×21＋1×20)10 (K为比例系数) 　　图6-1　n位D/A转换器方框图 　　组成D/A转换器的基本指导思想：将数字量按权展开相加，即得到与数字量成正比的模拟量。 　　D/A转换器的种类很多,主要有： 　　　　权电阻网络DAC、 　　　　T形电阻网络DAC 　　　　倒T形电阻网络DAC、 　　　　权电流DAC　　 1. 电路组成 　　电路由解码网络、模拟开关、求和放大器和基准电源组成。 　　图6-2 倒T型电阻网络DAC工作原理图 基准参考电压 双向模拟开关 D＝1时接运放 D＝0时接地 R－2R倒T形电阻解码网络 求和集成运算放大器 　 由于集成运算放大器的电流求和点Σ为虚地，所以每个2R电阻的上端都相当于接地，从网络的A、B、C点分别向右看的对地电阻都是2R。 　 因此流过四个2R电阻的电流分别为I/2、I/4、I/8、I/16。电流是流入地，还是流入运算放大器，由输入的数字量Di通过控制电子开关Si来决定。故流入运算放大器的总电流为： 　　由于从UREF向网络看进去的等效电阻是R，因此从UREF流出的电流为： 　故 ： 　因此输出电压可表示为 ： 　　由此可见，输出模拟电压uO与输入数字量D成正比，实现了数模转换。 　　对于n位的倒T形电阻网络DAC，则 ： 　　电路特点： （1）解码网络仅有R和2R两种规格的电阻，这对于集成工艺是相当有利的； 　 （2）这种倒T形电阻网络各支路的电流是直接加到运算放大器的输入端，它们之间不存在传输上的时间差，故该电路具有较高的工作速度。 　 因此，这种形式的DAC目前被广泛的采用。 1.分辨率 　　分辨率是指输出电压的最小变化量与满量程输出电压之比。 　 输出电压的最小变化量就是对应于输入数字量最低位为1，其余各位均为0时的输出电压。 满量程输出电压就是对应于输入数字量全部为1时的输出电压。 　 对于n位D/A转换器，分辨率可表示为： 分辨率 ＝ 位数越多，能够分辨的最小输出电压变化量就越小，分辨