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单元十一 触发器和逻辑时序电路(教案)
章节
名称
11.4数/模和模/数变换器
学时
安排
2
教学
目标
1.掌握数/模和模/数变换器的原理
2.了解数/模和模/数变换器的结构
3.掌握数/模和模/数变换器基本应用电路
重点
难点
1.集成数/模变换器DAC0832的转换原理
2.集成模/数变换器ACD0809的转换原理
参考
资料
1.《电子技术》,吕国泰主编,北京:高等教育出版社,第2版 2001年
2.《电工学》,秦曾煌主编,北京:高等教育出版社,第5版下册《电子技术》, 1999年
考 核
与评价
1.考核与评定要坚持结果评价和过程评价相结合,定量评价和定性评价相结合,教师评价和学生自评、互评相结合,使考核与评价有利于激发学生的学习热情,促进学生的发展。
2.考核与评定要根据本课程的特点,改革单一考核方式,不仅关注学生对知识的理解、技能的掌握和能力的提高,还要重视规范操作、安全文明生产等职业素质的形成,以及节约能源、节省原材料与爱护工具设备、保护环境等意识与观念的树立。
备 注
注:表格内黑体字格式为(黑体,小四号,1.25倍行距,居中)
11.4数/模和模/数变换器
【教学过程】
组织教学:
1.检查出勤情况。
2.检查学生教材,习题册是否符合要求。
3.宣布上课。
引入新课:
数字电路处理的信号一般是多位二进制信息。因此,数/模转换器的输入数字信号是二进制数字量,输出模拟信号则是与输入数字量成正比的电压或电流。
讲授新课:
11.4数/模和模/数变换器
数/模转换器的组成如图11-4-1所示。
图中寄存器用来暂时存放数字量D。寄存器的输入可以是并行输入,也可以是串行输入,但输出只能是并行输出。通常输入寄存器的数字量D都是存放数字码。n位寄存器的输出分别控制N个模拟开关的接通或断开。每个模拟开关相当于一个单刀双掷开关,它们分别与电阻译码电路的n个支路相连。当输入数字量为l时,开关将参考电压UR按位切换到电阻译码电路;当输入数字量为0时,开关接通到地,从而使电阻译码网络输出电压(或电流)的大小与输入数字量成正比。
电阻译码电路是一个加权求和电路。它把输入数字量的各位I按权变成相应的电流,再通过运算放大器转换成模拟电压U0。
特点:权电阻DAC的数字量各位同时转换,速度快,这种转换叫做并行数/模转换;这种转换器的位数越多,需要的权电阻越多,而且各个电阻的阻值差也越大,如有10位,最小的电阻,则最大的电阻,阻值范围大,如果想制成集成片非常困难;这种转换的精度与各电阻关系极大,在大范围内又要高精度,实在无法做到,因此权电阻用得很少,但它的转换思路是颇为有用的。
集成转换器
集成转换器芯片通常只将T型(倒T型)电阻网络、模拟开关等集成到一块芯片上,多数芯片中并不包含运算放大器。构成转换器时要外接运算放大器,有时还要外接电阻。常用的DA转换器芯片有8位、l0位、12位、16位等品种。这里主要介绍8位转换器,其型号为的内部原理框图和外部引线排列如图11-4-5所示。
由图可知,芯片内部主要由三部分组成:两个8位锁(寄)存器,即输入锁存器和锁存器,可以进行两次缓冲操作,使操作形式灵活、多样;控制电路由等门电路组成,实现对锁存器的多种控制;8位转换器,主要由倒T型电阻网络组成,参考电压U和求和运算放大器需要外接。
图
图11-4-5 DAC0832原理框图和引线图
的管脚使用说明:
①0 数字信号输入端,为最高位,为最低位。
②允许输入锁存,高电平有效。
③:片选输入,低电平有效。
④:写信号(1)输入,低电平有效。
由图11-4-5(a)可知, ??。只有当,==0时,A点为高电平1,输入锁存器处于导通状态,允许数据输入;而当=1时,输入数据0被锁存。
⑤:写信号(2)输入,低电平有效。
⑥:传送控制信号输入端,低电平有效。
数据D7~D0被锁存后,能否进行D/A转换还要看B点的电平。?=1时,使锁存于输入器中的数据被锁存于锁存器进行转换,否则将停止转换。
使用该芯片时,可采用双缓冲方式,即两级锁存都受控;也可以用单级缓冲方式,即只控制一级锁存,另一级始终直通;还可以让两级都直通,随时对输入数字信号进行D/A转换。因此,这种结构的转换器使用起来非常灵活方便。
⑦F 参考电压输入端,可在范围内选择。
⑧ 电流输出1。
⑨ 电流输出2。
⑩反馈电阻引线端。
:电源电压,可在范围内选择。最佳工作状态电压为。
模拟信号接地端。
数字信号接地端。
11.4.2模数转换器
1. 转换的一般过程
转换的目的是将模拟信号转换成数字信号,所以转换电路的输入是连续变化的模拟信号,输出则是离散的二进制数字信号。从输入到输出,一般要经过采样、保持、量化和编码四个步骤,才能完成转换。
把随时间连续变化的模拟信号变换成对应的离散数字信号
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