7第七章 数模和模数变换器

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1、电子技术数字电路部分第七章数/模与模/数变换器1第七章数/模与模/数变换器§7.1概述§7.2D/A变换器§7.3A/D变换器2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。能将数字量转换为模拟量的装置称为数/模变换器(简称D/A变换器);能将模拟量转换为数字量的装置称为模/数变换器(简称A/D变换器)。下面，对这两个器件的工作原理及其简单应用做一些介绍。§7.1概述3由于构成数字代码的每一位都有一定的“权重”，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“权重”转换成相应的模拟量，然后再

2、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。D/A变换器的电路形式很多，这里只介绍两种。§7.2D/A变换器47.2.1权电阻D/A变换器这种变换器由“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。UR++-AuoS2S3S1S0RR/2R/4R/8R3R2R1R0RFD3D2D1D000115kR=80k00115电子模拟开关(S0-S3)由电子器件构成，其动作受二进制数D0-D3控制。当DK＝1时，则相应的开关SK接到位置1上，将基准电源UR经电阻Rk引起的

3、电流接到运算放大器的虚地点（如图中S0、S1）；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（如图中S2、S3）。++-AuoS2S3S1S0RR/2R/4R/8R3R2R1R0RFD3D2D1D00011UR5kR=80k6T1T2SDa电子模拟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。7Uo=-URRFR（）D3D0D1D223202122＋＋＋根据反相比例运算公式可得：显然

4、，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。++-AuoS2S3S1S0RR/2R/4R/8R3R2R1R0RFD3D2D1D00011UR5kR=80k87.2.2T形解码网络D/A变换器(以4位为例)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.AB++-AuoS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0RFD3D2D1D00011UR2RRRRI3I2I1I0ICD和权电阻网络相比，T形解码网络中电阻的类型少，只有R、2R两种，电路构成比较方便。9UD=UR

5、UC=UR/2UB=UR/4UA=UR/8即：因此，每个2R支路中的电流也逐位减半。AB++-AuoS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0RFD3D2D1D00011UR2RRRRI3I2I1I0ICD10I=I3+I2+I1+I0UR2R=D3UR16RD0UR8RD1UR4RD2+++=UR16R(8D3+4D2+2D1+1D0)=URRF16R(8D3+4D2+2D1+1D0)uo-AB++-AuoS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0RFD3D2D1D00011UR2RRRRI3I2I1I0ICD117.2.3

6、D/A变换器的主要技术指标指最小输出电压和最大输出电压之比。有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率。一、分辨率二、线性度通常用非线性误差的大小表示D/A变换器的线性度。把偏离理想的输入－输出特性的偏差与满刻度输出之比的百分数定义为非线性误差。三、输出电压(电流)的建立时间127.2.4集成电路D/A变换器DAC0832及其应用D/A变换器集成电路有多种型号。下面仅以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

7、脚图：13DAC0832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－＋＋URRfbIout1Iout2AGNDVCCuoDGND&ILECSWR1WR2XFERA/DD7D0......1114DAC0832管脚图CSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCCURRfbDGNDILEXFERIout2Iout11234567891019181716151413121120CS：片选端WR1、WR2：写入端D7--D0：数据输入端XFER：转移控制端ILE：所存使能端Iout2Iout1：电流输出端UR：

8、参考电压端Rfb：内部反馈电阻输出端15功能数据D7-D0输入到寄存器1数据由寄存器1转送寄存器2从输出端取模拟量控制条件CSILEWR1WR2XFER说明01WR1=0时存入数据WR1=1时