资源描述：
《第八章 数模、模数转换电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、返回前页到达顶部到达底部第八章数模、模数转换电路8.1D/A转换器数模转换是将数字量转换为模拟电量（电流或电压），使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。实现这种转换功能的电路叫数模转换器（DAC）。一，R－2R倒T形电阻网络的特点及转换原理1.电路工作原理T型电阻网络的基本结构如图8.1所示。图8.1R－2R倒T形电阻网络的等效电路这是一个四级的T型网络，电阻值为R和2R的电阻构成T型，各级电流为：网络可以类推到n级。这样实现了数字量到模拟量的转换。T型网络的输出也可以接至运算放大器的同相和反相两个输入端，如图8.2所示。这种结构也称为倒T型电阻网络D/A转换器。图8.2倒
2、T型电阻网络D/A转换器求和运算放大器的输出电压为:RF=R时倒T形电阻网络由于流过各支路的电流恒定不变，故在开关状态变化时，不需电流建立时间，所以该电路转换速度高，在数模转换器中被广泛采用。二、电子模拟开关在各种D/A转换器中，几乎都要用到电子模拟开关。例如T型网络中的S0~S3就是电子模拟转换开关，这些开关的输入信号是数字信号，即只有0和1两个状态。下图为COMS模拟开关的电路原理图。图8.3COMS模拟开关在图8.3中,V1、V2、V3和保护二极管D组成输入级，V4、V5和V6、V7组成两级反相器。两级反相器的输出信号总是相反的，它们分别去控制输出管V8、V9，因此V
3、8和V9总是一个导通一个截止。三、D/A转换器的主要技术参数1．分辨率分辨率是指D/A转换器模拟输出所能产生的最小电压变化量与满刻度输出电压之比。对于一个n位的D/A转换器，分辨率可表示为，为满刻度电压，为输入高位为零只有最低位为1时输出电压。分辨率与D/A转换器的位数有关，位数越多，能够分辨的最小输出电压变化量就越小。2．转换精度转换精度是指D/A转换器实际输出的模拟电压与理论输出模拟电压的最大误差。通常要求D/A转换器的误差小于ULSB/2。3．转换速度转换速度是指从送入数字信号起，到输出电流或电压达到稳态值所需要的时间。因此也称输出建立时间。有时产品手册上也给出输出上
4、升到满刻度的某一百分数所需时间作为输出建立时间，如数字输入从全0边为全1到输出到达稳态值的±1/2LSB所需时间。对于T型电阻网络D/A转换器转换时间t大约为几百毫秒、几微秒。D/A转换器的技术指标还有其他一些。如线形度，输入高、低逻辑电平值，温度系数，输出范围，功率消耗等。四、集成D/A转换器1．DAC0832DAC0832是CMOS工艺,共20管引脚,其管脚排列如图8.4所示。图8.4DAC0832管脚排列图各管脚功能为：D7~D0：八位数字量输入端,D7为最高位,D0为最低位。I0l：模拟电流输出1端,当DAC寄存器为全1时,I0l最大；全0时,I0l最小。I02：模
5、拟电流输出2端,I0l+I02=常数=,一般接地。Rf：为外接运放提供的反馈电阻引出端。VREF：是基准电压参考端,其电压范围为–10V~+l0V。VCC：电源电压,一般为+5V~+15V。DGND：数字电路接地端。AGND：模拟电路接地端,通常与DGND相连。：片选信号,低电平有效。ILE：输入锁存使能端,高电平有效。它与、信号共同控制输入寄存器选通。：写信号1,低电平有效。当=0,ILE=1时,此时才能把数据总线上的数据输入寄存器中。：写信号2,低电平有效。与配合,当二者均为0时,将输入寄存器中当前的值写入DAC寄存器中。：控制传送信号输入端,低电平有效。用来控制选通D
6、AC寄存器。由于DAC0832转换输出是电流,所以,当要求转换结果不是电流而是电压时,可以在DAC0832的输出端接一运算放大器,将电流信号转换成电压信号。2．CDA7524CDA7524是CMOS8位并行D/A转换器。电源电压VDD可在+5～+15V之间选择。包含有电阻网络和电子模拟开关及数据锁存器，还有片选控制和数据输入控制端，便于和微处理器进行接口的D/A转换器，多用于微机控制系统中。其工作原理图见图8.5所示.图8.5CDA7524的工作原理图8．2A/D转换器一、A/D转换的一般过程1.采样一保持采样是对模拟信号进行周期性地抽取样值的过程，就是把随时间连续变化的信
7、号转换成在时间上断续、在幅度上等于采样时间内模拟信号大小的一串脉冲。图8.6表明了采样过程。UI是输入模拟信号,UO是采样输出信号。如果采样周期很短,采样时间极小,则所得采样值序列即可代表原模拟信号。为了能不失真地恢复原模拟信号，采样频率应不小于输人模拟信号频谱中最高频率的两倍，即：。图8.6模拟信号的采样由于A/D转换需要一定的时间，所以在每次采样结束后，应保持采样电压值在一段时间内不变，直到下一次采样开始。这就要在采样后加上保持电路，实际采样一保持是做成一个电路。采样—保持电路基本组成如图8.7所示，US是采样
