9.2DA转换《数字电子技术》.ppt

* 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 §9.2 D/A转换 DAC转换的基本原理： 图9.2.1 数模转换器示意图 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 一般的数模转换器的基本组成可分为四部分，即：电阻译码网络、模拟开关、基准电压源和求和运算放大器。 图9.2.2 数模转换器原理图 目前使用最广泛的D/A转换技术有两种：权电阻网络D/A转换和T形电阻网络D/A转换。 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 一个多位二进制数中每一位的“1”所代表的数值大小称为这一位的“权”。下面即以图9.2.3为例分析权电阻网络DAC的转换原理： 9.2.3 4位权电阻网络DAC 基准电压源 求和放大器 权电阻网络 模拟开关 §9.2.1 权电阻网络D/A转换器 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 CMOS模拟开关电路 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 由电路分析可得： 推论：对于n位的权电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为R/2时，输出电压的计算公式可写为—— 结论：输出电压正比于输入的数字量，从而实现了从数字量到模拟量的转换。 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 此种电路： 优点：结构比较简单，所用的电阻元件数很少； 缺点：各个电阻的阻值相差较大，尤其在位数较多时。 改进方法（一）：采用双级权电阻网络。如下例： 如何求解？ 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 §9.2.2 倒T形电阻网络D/A转换器 优点：可更好地克服权电阻网络DAC中电阻阻值相差太大的缺点。 例： 9.2.4 倒T形电阻网络DAC 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 该电路电阻网络的等效电路如下： 9.2.5 计算倒T形电阻网络支路电流的等效电路 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 推论：对n位输入的倒T形电阻网络DAC,在求和放大器的反馈电阻阻值为R的条件下,输出模拟电压的计算公式为: 由电路分析,可得输出电压为： 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 例: 采用倒T形电阻网络的单片集成DAC-——CB7520电路原理图： 图9.2.6 DAC——CB7520电路原理图 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 【例1】 下图是用CB7520和74LS161组成的波形发生器电路。已知CB7520的VREF=-10V，试画出输出电压V0的波形，并标出波形图上各点电压的幅度。 9.2.7 DAC——CB7520应用举例 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 §9.2.3 权电流型D/A转换器 在权电阻网络DAC和倒T形电阻网络DAC中的模拟开关在实际应用中，总存在一定的导通电阻和导通压降，而且每个开关的情况又不完全相同，所以它们的存在无疑会引起转换误差，影响转换精度。 权电流型DAC可有效的解决这一问题。其示意图如下： 图9.2.8 权电流型DAC 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 恒流源电路常使用图9.2.9所示的电路结构形式： 图9.2.9 权电流型DAC中的恒流源 对应的输出电压为： 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 在实际应用的权电流型DAC中经常利用倒T形电阻网络的分流作用产生所需要的一组恒流源，如图9.2.10 所示： 图9.2.10 利用倒T形电阻网络的权电流型DAC 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 由电路分析知： 推论：对于输入n位二进制数码的这种电路结构的DAC，输出 电压的计算公式可写成： 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 采用这种权电流型DAC电路生产的单片集成DAC有DAC0806、DAC0807、DAC0808等。这些器件都采用双极型工艺制作，工作速度很高。 图9.2.11 DAC0808的电路结构框图 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 图9.2.12 DAC0808的典型应用 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 §9.2.4 具有双极性输出的D/A转换器 前面讲的DAC输出电压都是单极性的，得不到正、负极性的输出电压。而具有双极性输出的DAC能够把以补码形式输入的正负数分别转换成正负极性的模拟电压。 下面以输入为3位二进制补码的情况为例，说明转换的原理。 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 符号位 数值位 表7-2-1 输入为3位二进制补码时要求DAC的输出 表7-2-2 具有偏移的DAC的输出 9.2 D/A转换 《数字电子技术》 其