D_A转换器双极性输出的硬件设计与分析.pdf

第 20 卷 　第 6 期 德州学院学报 Vol. 20 ,No. 6 　2004 年 12 月 Journal of Dezhou University Dec. 2004 　 文章编号 ( ) 　　 :1004 9444 2004 06 0059 04 D/ A 转换器双极性输出的硬件设计与分析 陈德山 ,孙寿龙 (德州学院计算机系 ,山东德州 　253023) ( ) 　　摘 　要 : 目前一般D/ A 转换器 DAC 只能接收自然二进制数字代码 ,实现单极性输出. 本文讨论了利用单 极性输出 D/ A 转换器芯片 ,通过对输入数字量进行重新编码、对其外围电路进行适当的设计 ,实现 D/ A 转换器 双极性输出的方法 ,并对其工作原理进行了分析. 关键词 : D/ A 转换器 ; 编码 ; 偏移二进制码 ; 单极性输出 ; 双极性输出 中图分类号: TN79 　　文献标识码 : A 　　在单片机控制系统中 , 经常用到 D/ A 转换 器. 单片机把处理好的数字量送给 D/ A 转换器变 1 　数字输入编码[3 ,4 ] 换成模拟量 ,通过驱动执行机构对被控对象进行 调整和控制. 在实际应用中 ,有时需要极性不同的 一般 D/ A 转换器只能接收自然二进制数字 正负电压输出 ,这时要求 D/ A 转换器有双极性输 代码 ,要实现双极性输出 ,必须输入双极性数字代 出. 码 ,常用的双极性数字代码有符号 ———数值码、补 DAC0832 是 8 位分辨率的 D/ A 转换器 ,属于 码、偏移二进制码. DAC0830 系列 , 内部由三部分电路组成. 其中包括 11 　自然二进制码 一个“8 位输入寄存器”,用来存放 CPU 送来的数 自然二进制码是一种简单的二进制编码,它 字量 ;一个“8 位 DAC 寄存器”,用来存放待转换的 是以 2 为基数按位权展开 , 由 2n 得到的 2 ,4 ,8 , ( ……,2n ,这是一种真值二进制系统. 数字量 ; 一个“8 位 D/ A 变换器”,它由 8 位 R - 2R) T 型电阻网络和电子开关控制逻辑电路组成 , 1. 2 　符号 ———数值码 完成数字量到模拟量的变换[1 ,2 ,3 ] . DAC0832 是电 符号 ———数值码最高位是符号位 ,“0 ”表示正 压输出型转换器 , 由于内部没有集成运算放大器, 值 ,“1”表示负值 ,剩余位为数值位 ,表示数值大 是以电流形式输出的 , 因此在实际使用时需要外 小. 符号 ———数值码与原码相同. 接运算放大器实现模拟电压输出. 改变 DAC0832 1. 3 　补码 基准电压 VREF 的极性 ,模拟电压 VOUT 的输出极性 补码是一种广泛使用的编码 ,最高位是符号 也改变 ,而基准电压 VREF 只能或者为正 , 或者为 位 ,“0 ”表示正值 ,“1”表示负值. 在这种编码中 ,所 负 ,模拟输出电压 VOUT 也只能或者为正 ,或者为 有的正值和零的表示方法与自然二进制码一样 ; ( 负 ,单极性输出. 要实现模拟输出电压 VOUT可正 而负值 ,符号位不变 ,其余各位取反 0 变 1 ,1 变 可负的双极性输出 ,必须对输入的数字量进行重