第五讲信号转换接口概述.ppt

* 3、D/A转换器的分类 数模转换器的类型很多，目前在集成化的数模转换器中经常使用的一种是T型网络D/A转换器。 按输出形式分类：电压输出型和电流输出型。按是否含有锁存器分类：内部无锁存器和内部有锁存器。按能否作乘法运算分类：乘算型和非乘算型。按输入数字量方式分类：并行总线D/A转换器和串行总线D/A转换器。按转换时间分类：超高速D/A（TS＜100ns）、高速D/A（TS为100ns～ 10μs）、中速D/A（TS为10μs～100μs）、低速D/A（TS＞100μs）等。 第五讲 信号转换接口 * 常用D/A转换技术： ?二进制权电阻网络 D/A 转换器，由四部分组成：（1）权电阻网络；（2）模拟开关；（3）参考电压；（4）权电阻网络输出端的电流--电压变换器。 二进制T型权电阻网络 D/A 转换器，采用最常见的R-2R T型电阻网络。分为电流相加型（如图7-6所示）和电压相加型（如图7-7所示）。它与权电阻网络的显著区别在于：无论DAC有多少位，整个网络只需要R和2R两种阻值。 第五讲 信号转换接口 * 电压激励型DAC 电流相加型4位R-2R T形电阻网络DAC 电压相加型4位R-2R T形电阻网络DAC 第五讲 信号转换接口 * Ｔ型电阻网络D/A转换器转换计算 第五讲 信号转换接口 * 第五讲 信号转换接口 * 倒T型网络DAC 第五讲 信号转换接口 * 第五讲 信号转换接口 S0-S3为模拟开关，R-2R电阻解码网络呈倒T形，运算放大器A构成求和电路。Si由输入数码di控制，当di=1时，Si接运放反相输入端（“虚地”），Ii流入求和电路；当di=0时，Si将电阻2R接地。 无论模拟开关Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻均等效接“地”（地或虚地）。这样流经2R电阻的电流与开关位置无关为确定值。 * 第五讲 信号转换接口 倒T型网络DAC等效电路 总电流为： * 输出电压为： 第五讲 信号转换接口 将输入数字量扩展到n位，可得到n位数字量Dn倒T形电阻网络D/A转换器输出模拟量与输入数字量之间的一般关系式如下： * 要使D/A转换器具有较高的精度，对电路中的参数有以下要求： 第五讲 信号转换接口 1、基准电压稳定性好； 2、倒T型电阻网络中R和2R电阻的精度要高； 3、每个模拟开关的开关电压降要相等。为实现电流从高位到低位按2的整倍数递减，模拟开关的导通电阻也相应地按2的正倍数递减。 常用的CMOS开关倒T型电阻网络D/A转换器的集成电路有AD7520(10位）、DAC1210(12位）和AK7546（16位高精度）。 * 电流激励型DAC 第五讲 信号转换接口 * 3、D/A转换器的选择 在选用D/A转换器时主要考虑芯片的性能、结构及应用特性。在性能上必须满足D/A转换器的技术要求；在结构和应用特性上应满足接口方便、外围电路简单、价格低廉等要求。 第五讲 信号转换接口 * D/A转换器的种类繁多，在目前常用的D/A芯片中，从数码位数上看，有8位、10 位、12 位、16 位等；从数字的输入特性看，一般的D/A转换器只能接收自然二进制数字代码，也需要注意输入数据的格式，一般有并行码和串行码两种；从输出特性上，D/A转换器有电流输出型器件和电压输出型器件，要根据控制系统是接收电压信号还是检测电流信号来选择D/A转换器； 第五讲 信号转换接口 * 从内部结构上，又可分为含数据输入寄存器和不含数据输入寄存器两类。对内部不含数据输入寄存器的芯片，亦即不具备数据的锁存能力，是不能直接与系统总线连接的。因为对D/A 转换器来讲，当有数字量输入时，其输出端随之有模拟电流或电压信号建立；而当输入端数字量消失时，输出模拟量也随之消失。 第五讲 信号转换接口 * 5.6 微机信号转换设计实例 常用的逐次比较式A/D转换器比较多，有8位、10位、12位、16位等，由于常用的为8位单片机，所以在系统对精度要求不高时，通常选用8位A/D转换器。 最常用8位A/D转换器是由美国芯片制造商National Semiconductor（国家半导体公司）生产的ADC系列芯片，其中ADC0804为单路8位逐次比较式A/D转换器，ADC0809为8路8位逐次比较式A/D转换器。 第五讲 信号转换接口 * 1、A/D转换设计实例 （1）ADC0809的内部逻辑结构 第五讲 信号转换接口 * ADC0809引脚功能 ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装，引脚排列如下： 第五讲 信号转换接口 * 第五讲 信号转换接口 * IN7~IN0:模拟量输入通道。 ADDA、ADDB、A