数字逻辑设计及应用教学课件：AD-DA.ppt

《数字逻辑设计及应用教学课件：AD-DA.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、D/A与A/D转换1.概述1.模-数转换定义：模拟信号到数字信号的转换称为模-数转换，或称为A/D（AnalogtoDigital）。把实现A/D转换的电路称为A/D转换器（AnalogDigitalConverterADC）。2.数-模转换定义：模拟信号到数字信号的转换称为模—数转换，或称为A/D（AnalogtoDigital）把实现D/A转换的电路称为D/A转换器（DigitalAnalogConverterDAC）。一、模拟量、数字量以及二者的相互转换D/A和A/D转换的基本原理连续变化的物理量称为模拟量，模拟量是可以连续取值的。有规律但不连续的变化量称为数字量，也叫

2、离散量。数字量是不能连续取值的。连续变化的模拟量电压、电流或频率等电量被控对象传感器A/D转换数字信号处理后的数字信息数字系统电的模拟量D/A转换执行机构数字控制系统框图典型数字控制系统框图1.概述DAC网络权电阻DAC倒梯形电阻网络DACADC直接ADC间接ADC权电流型DAC权电容型DAC开关树型DAC输入/输出方式并行串行1.概述分类(1)D/A功能:将数字量成正比地转换成模拟量D/An=4位8位10位12位16位n位数字量模拟量0~5V或0~10V2.D/A转换器原理2.D/A功能(续)4位数据:00000V11115V分辨率:5V/15=0.333V/每1个最低有效

3、位8位数据:000000000V111111115V分辨率:5V/255=0.0196V/每1个最低有效位2.D/A转换器1.权电阻型D/A转换器模拟开关，受Di控制。Di=1时，模拟开关左拨；Di=0时，模拟开关右拨。权电阻网络求和放大器MSBLSB运算放大器总的输入电流为运算放大器的输出电压为若RF=1/2R，代入上式后则得2.D/A转换器输出电压正比于输入的数字量D=Dn-1Dn-2…D1D0，从而实现了从数字量到模拟量的转换。当D=Dn-1…D0=0时,uo=0因而uo的变化范围是：当D=Dn-1…D0=11…1时，最大输出电压：电路简单，器件少。但精度由电阻的精度

4、定，此电路中阻值差别大，对集成不利。特点：2.D/A转换器一、权电阻型D/A转换器D/A转换器UREFuOSn-1Sn-2SiS1S01010101010Dn-1Dn-2DiD1D0iRfD/A转换器右图所示的电路中，设n=4,UREF=－10V,R=100kΩ,Rf=8kΩ,输入二进制数码S3S2S1S0为1011。试问运算放大器输出电压是多少？解：权电阻型D/A转换器中的解码网络所用的阻值范围很大,特别是当分辨率较高时,电阻值的范围会大得难以实现。UREFuOSn-1Sn-2SiS1S01010101010Dn-1Dn-2DiD1D0Rf二、R-2R网络型D/A转换器D/

5、A转换器虚地2R2RR对地电阻为2R2RR对地电阻为2R2R2R2R2RRRRRfUREFuOSn-1Sn-2SiS1S01010101010Dn-1Dn-2DiD1D0IREF1/2IREF1/2IREFi与权电阻网络相比，R-2R电阻网络中只有R、2R两种阻值，从而克服了权电阻网络阻值多、阻值差别大的缺点。Di=1，Si将电阻接到运放反向输入端Di=0，Si将电阻接到运放同向输入端都是虚地，各支路电流不会变化2.D/A转换器2.倒T形电阻网络D/A转换器流入2R支路的电流是依2的倍速递减。流入运算放大器的电流为：2.D/A转换器运算放大器的输出电压为：若RF=R，并将I

6、=UR/R代入上式，则有可见，输出模拟电压正比于数字量的输入。2.D/A转换器例:八位集成DAC0832（1）引脚排列图CS——片选信号，用于芯片寻址；ILE——允许锁存信号；WR1——写信号1；当LE1（内部输入锁存信号1）=CS•WR1•ILE=1时，将数据锁存于输入锁存器；WR2——写信号2；XFER——通道控制信号，当LE2（内部输入锁存信号2）=WR2•XFER=1时，8位DAC寄存器可作为数据通道；2.信号线DI7～DI0——8位数据输入IOUT1——模拟电流输出1，当DI7～DI0为FFH时，IOUT1最大，当DI7～DI0为0时，IOUT1=0（最小）IOUT

7、2——模拟电流输出2，IOUT2=常数-IOUT1RFB——反馈电阻引出端；VREF——参考电压输入，范围：+10V～-10V；VCC——芯片电压，范围：+5V～+15V，最佳15V；AGND——模拟地；DGND——数字地；3.使用说明（1）双缓冲器方式——特点：转换速度快，但控制电路复杂。（2）单缓冲器方式——特点：转换速度慢，但控制电路简单（常用方式）。DAC0832——8位数模转换器1.DAC0832的内部结1）8位输入寄存器——第一级数据锁存器2）8位DAC寄存器——第二级数据锁存器3）8位D/