数字电路第九章

《数字电路第九章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章数/模与模/数转换电路9.1D/A转换器D/A转换器的基本原理倒T型电阻网络D/A转换器D/A转换器的主要技术指标9.2A/D转换器A/D转换器的基本原理并行比较型A/D转换器逐次比较型A/D转换器双积分型A/D转换器第九章D/A和A/D转换电路数字系统的特点：输入、输出都是数字量。自然界所存在的物理量大多数是模拟量，如温度、湿度、压力、流量、速度、时间等。数字系统不能直接处理模拟量，所以要把模拟量先转换为数字量（A/D)，然后送入数字系统中去处理。数字系统把处理的结果以数字量的形式送出，经过数模（D/A)转换电路再

2、将数字信号转换为模拟信号送到控制执行元件，执行元件按照控制程序要求精确控制受控对象。工业电炉放大A/D微处理器ROM4KX8显示键盘D/A可控硅为了保证数据处理的准确性，A/D转换器和D/A转换器必须达到一定的转换精度。同时，为了适应快速过程的检测和控制，A/D转换器和D/A转换器必须有足够快的转换速度。在目前常见的D/A转换器中，有权电阻网络D/A转换器，梯形电阻网络、倒梯形电阻网络D/A转换器。A/D转换器的类型也很多，可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大类。直接A/D转换器：输入的模拟信号直接被转换成相应的

3、数字信号。间接A/D转换器：是将输入的模拟信号先转换成某个中间变量（如时间T、频率F等），然后再将中间变量转换为最后的数字量。考虑到D/A转换器的工作原理比较简单，而有些A/D转换器需要用到D/A转换器作为内部反馈电路，所以首先讨论D/A转换器工作原理，再介绍A/D转换器。9.1D/A转换器一．D/A转换器的基本原理对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现数字/模拟转换。运放的放大倍数很大，而运放的输出有限（10~14V),因此差模输入电压不足1mV.两输

4、入端电压近似相等，相当于短路。放大倍数越大，两输入端电压越接近相等。在分析运放处于线性放大状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路（即虚短）。虚短不是真正短路。1、虚短2、虚断由于运放差模输入电阻很大，一般运放输入电阻>1MΩ,流入运放的电流不足1μΑ,所以通常可把两输入端视为开路。运放输入电阻越大，输入端越接近于开路，是虚假开路（虚断），不是真正开路。理想运放具有虚短、虚断和虚地特性补充内容+-++-+RF+-+R1R2I1I2IF3、虚地由于运放存在虚短VP≈VN=0N端称为虚地，是虚假地，不是真正地。求和

5、放大器：根据虚断：流入运放的电流Ii≈0根据叠加原理：I1+I2=IF根据虚短VN≈VP=0，那么VN=0等式两边同乘以RF当R1=R2=RF时负号是由反向输入引起的是加法运算表达式，可以扩展到多个输入电压相加，所以是求和放大器。二．倒T形电阻网络D/A转换器（4位）所以，无论Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻均接“地”（地或虚地）。图中S0～S3为模拟开关，由输入数码Di控制，当Di=1时，Si接运算放大器反相输入端（虚地），电流Ii流入求和电路；当Di=0时，Si将电阻2R接地。基准电流:I=VREF/R流过各开关

6、支路（从右到左）的电流分别为I/2、I/4、I/8、I/16。将输入数字量扩展到n位，则有：可简写为：vO=－KNB输出电压：总电流：其中：分析计算：三．权电流型D/A转换器为进一步提高D/A转换器的转换精度，可采用权电流型D/A转换器。图示为一4位权电流D/A转换器原理电路。这组恒流源从高位到低位电流的大小依次为I/2、I/4、I/8、I/16。集成D/A转换器种类很多，DAC0832是通用单片8位D/A转换器，直接可以和Z80、MCS51等微处理器相连。0832由一个八位输入锁存器、一个八位DAC寄存器和一个八位D/A

7、转换器三大部分组成。D/A转换器采用倒T型R-2R电阻网络。DAC0832内部无运放，是电流输出，使用时须外加运放。芯片内部已设置了反馈电阻Rf,如果运放增益不够，外部还要加反馈电阻。四、集成D/A转换器锁存器寄存器D/A&&&D7~D0:八位输入数据信号数字地模拟地VCC:电源（＋5V)反馈电阻接线端基准电压输入端外加一个精确、稳定的基准电压源，（－10V~+10V)片选信号，输入低电平有效。数据传送选通信号，输入低电平有效。输入锁存允许信号，高电平有效。DAC输出电流1，作运放一个差分输入信号。当DAC寄存器全1时，电

8、流最大，全0时，电流最小。DAC输出电流2，作运放另一个差分输入信号（一般接地）。IOUT1、IOUT2满足如下关系：IOUT1＋IOUT2＝常数器件引脚和功能名称：锁存器寄存器D/A&&&锁存器寄存器D/A&&&0011LE1为高电平，输入数据D7~D0进入锁存器。LE2为高电平，在此期间，锁存器中的