2.1 da变换器

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1、第二章器件基础§2.1、DA转换器§2.2、AD转换器§2.3、程控放大器§2.4、模拟开关§2.5、开关量输出器件§2.6、LED/LCD显示器件§2.7、习题课§2.1D/A转换器课本86-90页一、DAC、ADC在实际应用系统中的地位和作用二、DAC的转换特性、组成、工作原理及主要技术指标三、DAC芯片的发展和DAC的输入输出特性四、DAC与微机接口接口的形式、DAC与微机接口设计一、DAC、ADC在实际应用系统中的地位和作用图1计算机控制系统框图我们把从模拟信号到数字信号的转换称为模数转换，把实现A/D转换的电路称为A/D转换器。把从数字信号到模拟信号的转换称为数模转换，把实

2、现D/A转换的电路称为D/A转换器。因此，D/A转换器和A/D转换器是数字设备与控制对象之间的接口电路，是微型计算机用于工业过程控制的关键部件。二、DAC的转换特性、组成、工作原理及主要技术指标1、DAC的转换特性2、DAC的组成1、电阻网络2、模拟开关3、求和运算放大器4、基准电源根据译码网络的不同，可以构成多种DAC转换电路，如权电阻网络型、T型电阻网络型、倒T型电阻网络型和权电流型等。3、DAC的工作原理图24位倒T形电阻网络D/A转换器G4、主要技术指标（1）分辨率（Resolution）输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时，所对应的输出模拟量（常为电压）的变化量。它反

3、映了输出模拟量的最小变化值。分辨率=FS/(2n-1)。FS表示满量程输出值，n为二进制位数。对于5V的满量程，采用８位的DAC时，分辨率为5V/255＝19.6mV；当采用12位的DAC时，分辨率则为5V/4095＝1.22mV。显然，位数越多分辨率就越高。在实际应用中，常用数字量的位数表示D/A转换器的分辨率。（2）精度Accuracy绝对精度：是指在整个量程范围内，任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误差。绝对精度是由DAC的增益误差（当输入数码全1时，实际输出值与理想输出值之差）、零点误差（数码输入为全０时，DAC的非零输出值）、非线性误差等引起的。绝对精度（

4、即最大误差）应小于1个LSB。表示方法：常用LSB作为单位，例如±1/2LSB相对精度：与绝对精度表示同一含义，用最大误差相对于满刻度的百分比表示。例如：精度和分辨率容易混淆，但它们是两个不同的参数，应注意区分。分辨率取决于D／A转换器的位数，是设计的（或原理的）精度，而精度取决于D／A转换器各个部件的制作误差，包括它们的增益、零点、线性误差以及温度漂移等项误差。是工艺的（或电气的）精度。（3）建立时间(SettingTime)•输入的数字量发生满刻度变化时，输出模拟信号达到满刻度值的±1/2LSB所需的时间。•不同型号的D/A转换器，其建立时间不同，电流输出型是几至几百纳秒，电压输出

5、型几十微秒。三、DAC芯片的发展和DAC的输入输出特性1、DAC芯片的发展①早期的：均不带数字输入锁存器如8位的DAC0800系列，10位的DACl020系列、AD7520，12位的AD7521等；②中期的：增加了与计算机接口的相关电路和引脚，像带有输入锁存功能的数据寄存器，DAC寄存器如8位的DAC0830—0832，12位的DACl208，DACl230，10位并行AD7522，12位串行的AD7543，双8位并行的7528，③近期的：带有输出放大器，有的甚至内部带有参考电压源如BB公司12位的DAC811，AD公司14位AD7535／AD7536，16位带有参考电源及量值范围可

6、编程控制的AD1147／ADll48等。2、D/A转换器的输入输出特性（1）.DAC是否有输入缓冲能力（2）.输入数字量编码（3）.输入数据的宽度（4）.输出类型（5）.输出极性（1）输入缓冲能力具有缓冲能力（数据寄存器）的DAC芯片可直接与CPU或系统总线相连，否则必须添加锁存器。（2）输入码制有二进制和BCD码两种。（3）输入数据的宽度DAC有8位、10位、12位、14位、16位之分。当DAC的位数高于微机系统数据总线的宽度时，需要两次分别输入数字量。（4）输出类型电流型和电压型两种用户可根据需要选择，也可进行电流→电压转换。电压输出型（如MAX503、MAX506、MAX515）

7、常作为高速DA转换器使用电流输出型(如DAC0832、DAC1210)电流输出型DA转换器大多外接电流—电压转换电路得到电压输出，有两种方法：一是在输出引脚上接负载电阻而进行电流—电压转换；二是外接运算放大器图4-2（a）为单极性电压输出电路，输出电压图4-2（a）为单极性电压输出电路，输出电压图4-2（a）为单极性电压输出电路，输出电压图4-2（b）是双极性电压输出的电路，输出电压（5）输出极性：DAC有单极性和双极性两种，如果要求输出有正负