数字电子技术全套配套课件雷建龙 项目四：DA转换器的制作与应用.ppt

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1、数字电子技术项目四D/A转换器的制作与应用项目四D/A转换器的制作与应用制作任务知识链接：D/A转换器的工作原理1.D/A转换器2.DAC的主要技术参数3.集成D/A转换器及其应用项目仿真：D/A转换器电路仿真知识链接：双踪示波器项目四小结制作任务描述：本项目要将数字信号方波信号转换为锯齿波的模拟信号，并且输出锯齿波的频率可调。本项目采用了D/A转换器及集成运算放大器，将数字信号方波信号转换为锯齿波的模拟信号。其中数字方波信号由两片74LS161构成的八位二进制计数器产生，计数器的脉冲控制信号由外电路提供。图4-1项目四实物图两片74LS161芯片构成八位二进制计数器。计数器输出接入到芯片D

2、AC0832的输入端，输出端接集成运算放大器。P1为脉冲输入端，P2为产生的锯齿波输出端。图4-2为锯齿波产生电路的原理图。D/A转换器的工作原理3.集成D/A转换器及其应用1.D/A转换器2.DAC的主要技术参数知识链接一、D/A转换器数/模转换就是将数字量转换为与它成正比的模拟量。D/A转换器的种类很多：可分为权值电阻网络DAC；T型电阻网络DAC；倒T型电阻网络DAC；权电流DAC等。下面主要介绍应用比较广泛的倒T型电阻网络DAC。一、D/A转换器倒T型电阻网络DAC4位倒T形电阻网络DAC原理图如图4-3所示，电路由R-2R构成的倒T形电阻网络、模拟开关、求和放大器和基准电源组成。图

3、4-3倒T型电阻网络D/A转换器原理图一、D/A转换器流入集成运算放大器反相输入端的总电流由四个模拟开关S的状态来决定，即由于从基准电压向网络看进去的等效电阻是R，因此从基准电压流出的电流为：一、D/A转换器代入公式，可得：因此输出电压可表示为：一、D/A转换器同理，对于位的倒T形电阻网络DAC，则：由此看见，输出模拟电压U0与输入数字量成正比，实现了数模转换。由于该电路只有R和2R两种规格的电阻，有利于生产制造,因此这种形式的数/模转换器电路目前应用较为广泛。二、DAC的主要技术参数（一）分辨率D/A转换器的分辨率是指DAC电路所能分辨的最小输出电压与满量程输出电压之比。（二）建立时间建立

4、时间是指输入数字量变化后，输出模拟量稳定到相应数值范围所经历的时间，是描述DAC转换速度快慢的一个重要参数。建立时间越小，工作速度就越高。（三）转换精度转换精度是指电路实际输出的模拟电压值和理论输出的模拟电压值之差，通常用最大误差与满量程输出电压之比的百分数表示。转换精度是个综合指标，包括零点误差、失调误差、噪声和增益误差等。三、集成D/A转换器及其应用集成D/A转换器有很多产品，一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。例如：电压输出型（TLC5620）、电流输出型(DAC0832)、乘算型（AD7533）。这里仅对DAC0832作简单介绍。（一）DAC0832逻辑功能框图及引脚

5、图DAC0832逻辑功能框图及引脚图如图4-4所示，它由8位输入寄存器、8位D/A寄存器和8位D/A转换器组成。8位D/A转换器由倒T形电阻网络和电子开关组成。三、集成D/A转换器及其应用（a）DAC0832逻辑功能框图（b）DAC0832引脚图图4-4DAC0832逻辑功能框图及引脚图三、集成D/A转换器及其应用（二）DAC0832的工作方式1）直通方式：直通方式是8位输入寄存器、8位D/A寄存器不锁存，即、、、均接地，ILE接高电平。数字量一旦输入，就直接进入DAC转换器，进行D/A转换。该方式适用于输入数字量变化缓慢的场合。2）单缓冲方式：单缓冲方式是在输入数字量送入D/A转换器进行转

6、换同时，将该数字量锁存在8位输入寄存器，以保证D/A转换器输入稳定，转换正常。此方式适用只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形。3）双缓冲方式：双缓冲方式是输入数字量在进入D/A转换器之前，需经过两个独立控制的寄存器。此方式适用于多个D/A转换同步输出的情节。三、集成D/A转换器及其应用（三）DAC0832的应用DAC0832的应用电路如图4-5所示，该电路是由二进制计数器、D/A转换器和集成运算放大器组成的锯齿波发生器。图4-5DAC0832的应用电路随着计数脉冲的增加，八位二进制计数器输出状态在00000000～11111111之间循环变化（八位二进制计数器可由两片74LS161构

7、成，具体电路可自行设计）。DAC0832将计数器输出的8位二进制信息转换为模拟电压，当计数器为11111111时，输出电压UO=Umax；在下一个计数器脉冲来时，计数器为00000000，输出电压Uo=0。计数器输出从00000000到11111111，数/模转换器就有个递增的模拟电压输出。用示波器观察输出波形如图4-3右边波形所示。输出锯齿波的周期,幅值与参考电压成正比，当升高时，锯齿波的幅值也随之增大。（