(Multisim数电仿真) DA转换器.doc

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1、实验3.13D/A转换器一、实验目的：1.熟悉D/A转换器数字输入与模拟输出之间的关系。2.学会设置D/A转换器的输出围。3.学会测量D/A转换器的输出偏移电压。4.掌握测试D/A转换器的分辩率的方法。二、实验准备：1.D/A转换：我们把从数字信号到模拟信号的转换称为数/模转换或D/A转换，把实现D/A转换的电路称D/A转换器，简称DAC。D/A转换的过程是，先把输入数字量的每一位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后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，从而实现数字/模拟转换。DAC通常由译码网络、模拟开关、求和运算放大器和基准

2、电压源等部分组成。DAC的满度输出电压，为全部有效数码1加到输入端时的DAC的输出电压值。满度输出电压决定了DAC的输出围。DAC的输出偏移电压，为全部有效数码0加到输入端时的DAC的输出电压值。在理想的DAC中，输出偏移电压为0。在实际的DAC中，输出偏移电压不为0。许多DAC产品设有外部偏移电压调整端，可将输出偏移电压调为0。DAC的转换精度与它的分辩率有关。分辩率是指DAC对最小输出电压的分辩能力，可定义为输入数码只有最低有效位1时的输出电压与输入数码为全1时的满度输出电压之比，即：分辩率＝............................

3、............................3.13.1当一定时，输入数字代码位数越多，则分辩率越小，分辩能力就越高。图3.13.1为8位电压输出型DAC电路，这个电路可加深我们对DAC数字输入与模拟输出关系的理解。DAC满度输出电压的设定方法为，首先在DAC数码输入端加全1(即11111111)，然后调整2k电位器使满度输出电压值达到输出电压的要求。图3.13.2为一个8位电压输出型DAC与4位二进制计数器7493相连，计数器的输入时钟脉冲由1kHz信号发生器提供。电路中只有DAC低4位输入端接到计数器的输出端，高4位输入端接地。这意味着

4、这个DAC最多只有15级模拟电压输出，而不是通常8位DAC的255级。计数器在计到最后一个二进制数1111时，将复位到0000，并开始新一轮计数。因此在示波器的屏幕上，所看到的DAC模拟电压输出曲线像是一个15级阶梯。通过测量示波器曲线图上第15级的最大电压值，可确定DAC满度输出电压。这个电压将小于全8位数码输入时255级DAC的满度输出电压。图3.13.1图3.13.22．D/A转换器DAC0832简介：DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片电流输出型8位数/模转换器。图3.13.3是DAC0832的逻辑框图及引脚排列图。图3.13.3器件的核

5、心部分采用倒型电阻网络的8位D/A转换器，如图3.13.4所示。图3.13.4它是由倒型-电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压四部分组成。运算的输出电压为：…………3.13.2由上式可见，输出电压与输入的数字量成正比，这就实现了从数字量到模拟量的转换。一个8位的D/A转换器，它有8个输入端，每个输入端是8位二进制数的一位，有一个模拟输出端，输入可有28=256个不同的二进制组态，输出为256个电压之一，即输出电压不是整个电压围任意值，而只能是256个可能值。DAC0832的引脚功能说明如下：：数字信号输入端：输入寄存器允许，高电平有效：片选信号，低

6、电平有效：写信号1，低电平有效：传送控制信号，低电平有效：写信号2，低电平有效、：DAC电流输出端：反馈电阻，是集成在片的外接运放的反馈电阻：基准电压(-10~+10)V：电源电压(+5~+15)VDAC0832输出的是电流，要转换为电压，还必须经过一个外接的运算放大器，实验线路如图3.13.5所示。图3.13.5三、计算机仿真实验容：1.单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条的“Mixed”按钮，从弹出的对话框“Family”栏选取“ADC_DAC”，再在“Component”栏选取“VDAC”如图3.13.6所示，最后点击

7、右上角“OK”按钮，将D/A转换器调出放置在电子平台上。图3.13.62.单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧右列虚拟元件工具条，从弹出的元件列表框中选取电位器，调出放置在电子平台上，并双击电位器图标，将弹出的对话框中“Increment”栏改成“1”%；将“Resistance”栏改成“2”kOhm，最后点击对话框下方“确定”按钮退出。3.直流电压源从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列元件工具条“Source”元件库中调出，并双击电压源图标，将弹出的对话框“Voltage”栏改成“10”V，点击对话框下方“确定”按钮退出；其它元

8、件调法不再赘述。4．在Multisim7平台上建立如图3.13.1仿真实验电路。5.打开仿真开