实用电工电子技术基础 模块九 大规模集成电路简介.ppt

《实用电工电子技术基础 模块九 大规模集成电路简介.ppt》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、模块九大规模集成电路简介9.1数/模及模/数转换简介9.2存储器简介知识与技能要点数/模和模/数转换的基本概念和应用；数/模和模/数转换器的工作原理及特点；常用数/模和模/数转换器主要技术指标及意义。9.1数/模及模/数转换简介9.1数/模及模/数转换简介9.1.1数/模转换器（DAC）概述及典型DAC功能测试一般来说，自然界中存在的物理量大都是连续变化的物理量，如温度、时间、角度、速度、流量、压力等。由于数字电子技术的迅速发展，尤其是计算机在控制、检测以及其他许多领域中的广泛应用，用数字电路处理模拟信号的情况非常普遍。这就需

2、要将模拟量转换为数字量，这种转换称为模数转换，用AD表示；而将数字信号变换为模拟信号称为数模转换。带有模数和数模转换电路的测控系统可用下图所示的框图表示。1．DAC的基本概念及主要参数（1）DAC的基本概念能将数字量转换成模拟量的装置称为数/模转换器，简称D/A转换器，简写为DAC。构成数字代码的每一位都具有一定的“权重”。为了将数字量转换成模拟量，必须将每一位代码按其“权重”转换成相应的模拟量，然后再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。DAC电路的作用是将输入的数字量转

3、换成与输入数字量成正比输出模拟量。在转换过程中，将输入的二进制数字信号转换成模拟信号，以电压或电流的形式输出。1．DAC的基本概念及主要参数（2）DAC的基本组成DAC通常由参考电压、译码电路和电子开关三个基本部分组成，为了将模拟电流转换成模拟电压，通常在输出端外加运算放大器。下图所示为DAC电路的组成框图。图中数据锁存器用来暂时存放输入的数字信号。n位锁存器的并行输出分别控制n个模拟开关的工作状态。通过模拟开关，将参考电压按权关系加到电阻解码网络。（3）DAC的主要参数①分辨率：用来说明D/A转换器最小输出电压(此时输入的数

4、字代码只有最低有效位为1，其余各位都是0)与最大输出电压(此时输入的数字代码所有各位全是1)之比。因此，DAC输入数字量的位数n越多，电路的分辨能力越高。②绝对精度(或绝对误差)和非线性度：绝对精度是指输入端加对应满刻度数字量时，DAC输出的实际值与理论值之差。一般绝对误差应低于uLSB/2。在满刻度范围内，偏离理想转换特性的最大值称为非线性误差。非线性误差与满刻度值之比称非线性度，常用百分比表示。③建立时间：指输入变化后，输出值稳定到距最终输出量±uLSB所需的时间。建立时间反映了DAC电路转换的速度。除此之外，在选用DAC

5、器件时，还需要考虑其电源电压、输出方式、输出值范围及输入逻辑电平等参数。2．倒T形电阻解码网络DAC结构与工作原理按解码网络结构的不同，DAC可分为R-2RT形电阻网络、R-2R倒T形电阻网络和权电阻网络DAC等。按模拟电子开关电路的不同，DAC又可分为CMOS开关型和双极型开关型。R-2R倒T形电阻解码网络DAC是目前使用最广泛的一种，电路结构如下图所示。2．倒T形电阻解码网络DAC结构与工作原理当输入数字信号的任何一位是“1”时，对应开关便将2R电阻接到运放反相输入端，而当其为“0”时，则将电阻2R接地。由图9-1-3可知

6、，按照“虚短”、“虚断”的近似计算方法，求和放大器反相输入端的电位为“虚地”，所以无论开关扳到哪一边，都相当于接到了“地”电位上。在图示开关状态下，从最左侧将电阻折算到最右侧，先将2R//2R并联，电阻值为R；再和R串联，电阻值为2R，一直折算到最右侧，电阻仍为R，则可写出电流I的表达式为：只要VREF选定，电流I为常数。流过每个支路的电流从右向左，分别为、、、…。当输入的数字信号为“1”时，电流流向运放的反相输入端，当输入的数字信号为“0”时，电流流向地，可写出的表达式为:2．倒T形电阻解码网络DAC结构与工作原理在求和放大

7、器的反馈电阻等于R的条件下，输出模拟电压为:倒T形电阻解码网络DAC所用的电阻阻值仅两种，串联臂为R，并联臂为2R，便于制造和扩展位数。而且在这种DAC中又采用了高速电子开关，所以转换速度很高。3．集成D/A转换器AD7524AD7524是CMOS单片低功耗8位D/A转换器。采用倒T形电阻网络结构。型号中的“AD”表示美国的芯片生产公司模拟器件公司的代号。如图所示为其典型实用电路。图中供电电压VDD为+5V~+15V。D0~D7为输入数据，可输入TTL/CMOS电平。为片选信号，为写入命令，VREF为参考电源，可正、可负。IO

8、UT是模拟电流输出，一正一负。A为运算放大器，将电流输出转换为电压输出，输出电压的数值可通过接在16脚与输出端的外接反馈电阻RFB进行调节。16脚内部已经集成了一个电阻，所以外接的RFB可为零，即将16脚与输出端短路。3．集成D/A转换器AD7524AD7524的功能见表:当