第8章 ADDA转换器接口ppt课件.ppt

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1、A/D与D/A转换器接口D/A(数/模)转换器D/A转换器的工作原理模数转换器的作用是将二进制的数字量转换为相应的模拟量。它的主要部件是电阻开关网络，其主要网络形式的为权电阻网络和梯形电阻网络。1.权电阻网络D/A转换器图8.1所示为一个4位权电阻的D/A转换器，它包括参考电压、电子开关、权电阻网络、运算放大器4个部分。电子开关分别由4位二进制代码控制，比如为1时，表示与接通，为0时，表示与地接通。图8.14位权电阻D/A转换器2.T形电阻D/A转换器网络电阻网络D/A转换器的基本原理图，该转换

2、器用R和2R两种阻值连接成T形结构，所以叫T形电阻网络，该电路在集成电路中易实现，精度也容易保证，因此得到了更广泛的应用。由4位二进制代码分别控制电子开关接运算放大器的反相输入端或接地，比如为1时，表示与运算放大器的反相输入端接通，为0时，表示与地接通。图8.2为T形电阻D/A转换器。图8.2T形电阻D/A转换器D/A(数/模)转换器的主要参数指标1.分辨率分辨率指D/A转换器对数字输入量变化的敏感程度的度量，通常用数字量位数来表示。如8位、10位等。对一个分辨率为位的转换器，能够分辨满刻度为输

3、入信号。2.建立时间转换时间指数字量从输入到完成转换、输出达到最终值并稳定为止所需的时间。电流型D/A转换较快，一般在几十毫秒到几微秒之内。电压型D/A转换较慢，取决于运算放大器的响应时间。3.精度精度指D/A转换器实际输出电压与理论值之间的误差。一般采用数字量的最低有效位作为衡量单位，例如±1/2LSB。如果分辨率为8位，则它的精度是：±(1/2)*(1/256)=±1/512。4.线性度线性度指数字量变化时，D/A转换器输出的模拟量按比例关系变化的程度。理想的D/A转换器是线性的，但实际上有

4、误差，模拟输出偏离理想输出的最大值称为线性误差。典型的D/A芯片介绍1.DAC0832转换器(1)DAC0832转换器介绍DAC0832是美国国家半导体公司生产的8位集成电路芯片两个独立的数据寄存器，即输入寄存器和DAC寄存器，要转换的数据先送到输入寄存器，但不进行转换，只有数据送到DAC寄存器时才能开始转换，因而称为缓冲器。其转换结果以一组差动电流和输出。DAC0832是分辨率为8位的乘法型DAC，芯片内部带有两级缓冲寄存器，它的内部结构和外部引脚如图8.3所示。图8.3DAC0832的内部结

5、构和外部引脚(2)DAC0832工作方式DAC0832芯片在以上几个信号不同组合的控制下，可实现单缓冲、双缓冲和直通3种工作方式。直通就是不进行缓冲，CPU送来的数字量直接送到DAC转换器，条件是除ILE端加高电平以外，将所有的控制信号都接低电平。将，，和引脚都直接接数字地，ILE引脚为高电平，芯片即处于直通状态。此时，8位数字量一旦到达输入端，就立即进行D/A转换而输出。但在此种方式下，DAC0632不能直接和CPU的数据总线相连接，故很少采用。单缓冲是只进行一级缓冲，具体可用第一组或第二组控

6、制信号对第一级或第二级缓冲器进行控制。使两个寄存器中一个处于直通状态，另一个工作于受控锁存状态。一般是使DAC寄存器处于直通状态，数据只要一写入DAC芯片，就立即进行数模转换。此种工作方式可减少一条输出指令，在不要求多个模出通道同时刷新模拟输出时，可采用此种方式。双缓冲是进行两级缓冲，用两组控制信号分别进行控制。工作方式的优点是数据接收和启动转换可异步进行。可以在D/A转换的同时，进行下一数据的接收，以提高模出通道的转换速率，可实现多个模出通道同时进行D/A转换。2.DAC1210转换器DAC1

7、210的内部结构如图8.5所示。图中是锁存允许，=1，锁存器的输出随输入而变化；=0，数据被锁存在输出端。BYTE/是高/低字节控制，当它为高电平，锁存高字节；为低电平时，锁存低字节。、、和信号的作用与DAC0832的相同。图8.5DAC1210内部结构图A/D(模/数)转化器A/D转换器的工作原理A/D转换的全过程通常分成4个步骤：采样、保持、量化和编码。现在大多数A/D转换器可完成上述4个步骤，操作十分方便。1.采样和保持采样是将一个上连续变化的模拟量转化为时间上断续变化的(离散的)模拟量，

8、或者说是把一个时间上连续变化的模拟量转化为一个脉冲串，脉冲的幅度取决于输入模拟量的幅值。采样定理：，其中为采样频率，为输入信号的最高谐波分量的频率。保持是将采样的得到的模拟量保持不变，使之等于采样控制脉冲存在的最后瞬间是的采样值。2.量化和编码量化是用基本的量化电平的个数来表示采样保持电路得到的模拟电压值。这一过程实质上是把时间上离散而数值上连续的模拟量以一定的准度变为时间上、数值上都离散的、量级化的等效模拟量。量化的方法通常有只舍不入和四舍五入两种。编码是把已经量化的模拟数值(它一定是量化电平