24 模拟量输出通道.ppt

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1、2.4模拟量输出通道本节要点1.模拟量输出通道的一般结构2.8位D/A转换器DAC0832的原理及其接口电路3.D/A转换器的输出方式及其输出电路引言在计算机控制系统中，把输入各种通道的信号传送给计算机，通过计算机运算和处理后，将结果输出给执行机构，以控制被控对象产生相应的操作。但由于计算机输出的是数字量，而执行机构往往要求模拟量输入，这就需要有相应的环节把数字量转换成适合于执行机构的模拟量，实现这一功能的环节就是模拟量输出通道。模拟量输出通道的任务--把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到

2、控制的目的。一、模拟量输出通道的一般结构模拟量输出通道(称为D/A通道或AO通道)构成--一般是由接口电路、数/模转换器(简称D/A或DAC)和放大/变换电路等组成;电路结构—各通道自备D/A转换器形式（图2.4-1(a)）和各通道共用D/A转换器形式。（图中2.4-1(b)）图2.4-1接口电路通道1通道nD/AD/AV/IV/I(a)自备D/A结构PC总线特点：1、一路输出通道使用一个D/A转换器2、D/A转换器芯片内部一般都带有数据锁存器3、D/A转换器具有数字信号转换模拟信号、信号保持作用4、结构简单，转换速度快，工作可靠，精

3、度较高、通道独立5、缺点是所需D/A转换器芯片较多接口电路通道1通道nD/AV/IV/I多路开关采样保持器采样保持器（b）共享D/A结构PC总线图2.4-1特点：1、多路输出通道共用一个D/A转换器2、每一路通道都配有一个采样保持放大器3、D/A转换器只起数字到模拟信号的转换作用4、采样保持器实现模拟信号保持功能5、节省D/A转换器，但电路复杂，精度差，可靠低、占用主机时间二、D/A转换器及其与CPU的接口1．D/A转换器的性能指标D/A转换器性能指标是衡量芯片质量的重要参数，也是选用D/A芯片型号的依据。主要性能指标有：（1）分辨率

4、（2）转换精度（3）偏移量误差（4）稳定时间（1）分辨率分辨率--是指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，即当输入数字发生单位数码变化时所对应输出模拟量的变化量，它取决于能转换的二进制位数，数字量位数越多，分辨率也就越高。其分辨率与二进制位数n呈下列关系：分辨率=满刻度值/（2n-1）=VREF/2n（2）转换精度转换精度--是指转换后所得的实际值和理论值的接近程度。它和分辨率是两个不同的概念。例如，满量程时的理论输出值为10V，实际输出值是在9.99V~10.01V之间，其转换精度为±10mV。对于分辨率很高的D/A转换器并不一定

5、具有很高的精度。（3）偏移量误差偏移量误差--是指输入数字量时，输出模拟量对于零的偏移值。此误差可通过D/A转换器的外接VREF和电位器加以调整。（4）稳定时间稳定时间--是描述D/A转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量变化到输出模拟量达到终值误差1/2LSB时所需的时间。显然，稳定时间越大，转换速度越低。对于输出是电流的D/A转换器来说，稳定时间是很快的，约几微秒，而输出是电压的D/A转换器，其稳定时间主要取决于运算放大器的响应时间。28位DAC0832芯片<1>DAC0832性能一个8位D/A转换器电流输出方式稳定时间为1μs采

6、用20脚双立直插式封装同系列芯片还有DAC0830、DAC0831（2）DAC0832工作原理DAC0832的原理框图及引脚如图2-3所示。DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量，加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。DI0~DI7：数据输入线，其中DI0为最低有效位LSB，D

7、I7为最高有效位MSB。CS：片选信号，和ILE共同对WR1能否起作用进行控制，输入线，低电平有效。WR1：写信号1，将数据输入并锁存在输入寄存器中输入线，低电平有效。WR2：写信号2，将锁存于输入寄存器的数字传递到DAC寄存器，XFER必须同时有效。（3）DAC0832管脚功能ILE：输入允许锁存信号，输入线，高电平有效当ILE、CS和WR1同时有效时，8位输入寄存器端为高电平“1”，此时寄存器的输出端Q跟随输入端D的电平变化；反之，当端为低电平“0”时，原D端输入数据被锁存于Q端，在此期间D端电平的变化不影响Q端。XFER(Tr

8、ansferControlSignal):传送控制信号，输入线，低电平有效。VREF：基准电压源端，输入线，10VDC~10VDC。VCC：工作电压源端，输入线，5VDC~15VDC。IOUT1：DAC电流输