任务认识AD与DA转换技术.ppt

任务7 三位半直流数字电压表的设计与制作——认识A-D与D-A转换电路 教学目录 7.1 D-A转换技术 7.2 A-D转换技术 7.3 ADC0809和DAC0832使用 7.4 任务的实现 7.1 D-A转换技术 7.1.1 D-A转换器 D-A转换的作用是将数字信号量转换成模拟信号量。完成D-A转换的电路叫D-A转换器。D-A转换器的种类很多，有权电阻网络D-A转换器、T形和倒T形网络D-A转换器、权电容网络D-A转换器等。图7-1所示电路由权电阻网络电子模拟开关和放大器两部分组成。 图7-1 4位权电阻网络D-A转换器 7.1 D-A转换技术 7.1.1 D-A转换器 图7-1 4位权电阻网络D-A转换器 7.1 D-A转换技术 7.1.2 D-A转换器的主要技术指标 1. 分辨率 分辨率是说明D-A转换器输出最小电压的能力。它是指D-A转换器模拟输出所产生的最小输出电压ULSB（对应的输入数字量仅最低位为1）与最大输出电压UFSR（对应的输入数字量各有效位全为1）之比，即 例如，对于8位DAC，其分辨率为 对于10位DAC，其分辨率为 如果输出模拟电压为10V，则8位和10位DAC能分辨的最小电压分别为0.04V和0.00978V。所以，D-A转换器位数越多，分辨输出最小电压的能力越强。 7.1 D-A转换技术 7.1.2 D-A转换器的主要技术指标 2. 转换精度 转换精度是指D-A转换器实际输出的模拟电压值与理论输出模拟电压值之间的最大误差，常以百分数来表示。例如某D-A转换器的输出模拟电压满刻度值为10V，转换精度为2%，则其输出电压的最大误差为10V×2%=200mV。 转换精度是一个综合指标，不仅与器件参数精度有关，而且还与环境温度、运算放大器的温漂以及D-A转换器的位数有关，一般情况下要求D-A转换器的误差小于ULSB/2。 3. 转换时间 指D-A转换器从输入数字信号开始到输出模拟电压或电流达到稳定值时所用的时间，即转换器的输入变化为满度值(输入由全1变为全0，或由全0变为全1)时，其输出达到稳定值所需要的时间。转换时间越小，D-A转换器的工作速度就越快。 7.1 D-A转换技术 7.1.3 集成D-A转换器器件介绍 1.DAC0832电路结构和引脚功能 集成D-A转换器器件种类较多，下面以DAC0832为例简单介绍。 图7-2 DAC0832内部结构框图 7.1 D-A转换技术 7.1.3 集成D-A转换器器件介绍 1.DAC0832电路结构和引脚功能 D0~D7：数据输入线，TTL电平。 ILE：输入允许信号端，高电平有效。 ：片选信号输入线，低电平有效。 ：数据输入选通信号端(或称写输入信号端)，低电平有效。 ：数据传送控制信号端。 ：为DAC寄存器写选通信号端。 IO1：模拟电流输出端。 IO2：模拟电流输出端，其值与IO1之和为一常数。 7.1 D-A转换技术 7.1.3 集成D-A转换器器件介绍 1.DAC0832电路结构和引脚功能 RF：为外接运算放大器提供的反馈电阻引出端，改变RF端外接电阻值可调整转换满量程精度。 VCC：电源接线端（5~15V）。 VREF：基准电压接线端?（-10~10V） ADND：模拟电路接地端。 DDND：数字电路接地端，通常与模拟电路接地端在基准电源处相连。 DAC0832的D-A转换结果采用电流形式（IO1、IO2）输出。若需要相应的模拟电压信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。 7.1 D-A转换技术 7.1.3 集成D-A转换器器件介绍 2.DAC0832工作特点和使用方法 因为有两级锁存器，DAC0832可以工作在双缓冲器方式，即在输出模拟信号的同时采集下一个数字量。此外，两级锁存器还可以在多个D-A转换器同时工作时，利用第二级锁存信号来实现多个转换器同步输出。 由于DAC0832中不包含运算放大器，所以需要外接运算放大器，才能构成完整的D-A转换器。 7.2 A-D转换技术 7.2.1 A-D转换原理 A-D转换的作用是将模拟信号量转换成数字信号量。完成A-D转换的电路称为A-D转换器，或写为ADC。 图7-5 A-D转换一般过程 7.2 A-D转换技术 7.2.1 A-D转换原理 1. 采样和保持 采样就是对连续变化的模拟信号作等间隔的抽取样值，也就是对连续变化的模拟信号作周期性的测量。 根据采样定理，理论上只要满足fs≥2fimax（式中fs是采样频率，fimax是信号中所包含最高次谐波分量的频率），就能将 不失真地还原成 。由于电路元件不可能达到理想要求，通常取fs＞5fimax，才能保证还原后信号不失真。 7.2 A-D转换技术