数模转换器DAC基本原理探究
数字-模拟转换器(DAC)原理研究
原理描述 实验方案 仿真实验电路以及结果 扩展
数模转换原理
DAC的一般组成 DAC的一般组成 DAC技术指标 DAC技术指标
1.转换精度: 1.转换精度: 转换精度 分辨率 转换误差 2.转换速度 2.转换速度
1kΩ
1kΩ
（1） 列出从000 到111 所有数 列出从000 字信号对应的模拟电压。 字信号对应的模拟电压。 2kΩ （2） 若每隔1us 可以给出一个 若每隔1us 数字信号，试给出一种产生周期 数字信号， 为16us，幅度为7V 的锯齿波和 16us，幅度为7V 三角波和方波的数字信号方案 （仅给出一个波形周期的数字信 号即可）。 号即可）。 （3）查阅DAC0832 芯片手册， 查阅DAC0832 芯片手册， 分析其倒置R-2R 电阻网络进行 分析其倒置R DAC 转换原理。当其输出接电流 转换原理。 电压转换运放时，推导其输出电 电压转换运放时， 压。 （4）扩展：设计一个数字控制 扩展： 增益的电压放大器，V0=nkVi， 增益的电压放大器，V0=nkVi， 其中n=0-15，k=2,Vi=+/-5V。用 其中n=0-15，k=2,Vi=+/-5V。 n=0 EWB 仿真设计结果。 仿真设计结果。
2kΩ
2kΩ 2kΩ 2kΩ
此试验是电阻型DAC 此试验是电阻型DAC
vS 2 1 0 1 1 1 1 2 1 0 v0 = vS2 + vS1+ vS0 = 2 vS2 +2vS1+2 vS0 = 2 b +2b +2 b 2 1 0 3 6 12 12 12
开关动作 000 001 010 011 100 101 110 111 电压值（ 电压值（V） 0 1 2 3 4 5 6 7
dac类型及原理
dac类型及原理
DAC（Digital to Analog Converter，数模转换器）是一种将数字信号转换为模拟信号的电子设备。
根据不同的分类标准，DAC可以有多种类型，同时其工作原理也各具特点。
按输出信号的类型分类：
电压输出型DAC：输出电压与输入数字量成正比。
电流输出型DAC：输出电流与输入数字量成正比。
按转换方式分类：
间接DAC：先将输入的数字量转换为中间变量（如时间、频率等），然后再把这些中间变量转换为模拟量。
直接DAC：直接将数字量转换为模拟量，一般通过并联电阻网络实现。
按开关电路分类：
权电阻网络DAC：通过不同权值的电阻网络将数字量转换为模拟量。
T型电阻网络DAC：利用T型电阻网络实现数字到模拟的转换。
电流导向型DAC：通过电流源和开关网络实现数字到模拟的转换。
权电流型DAC：利用不同权值的电流源实现数字到模拟的转换。
DAC的工作原理主要基于权电阻网络或电流源网络。
以权电阻网络为例，假设有一个N位的数字输入，那么可以将这个输入分为N个二进制位，每一位都对应一个权值电阻。
当某一位为1时，对应的权值电阻就接入电路，否则就断开。
这样，通过控制每一位的接入状态，就可以得到不同的电阻组合，从而得到不同的输出电压。
电流源网络的工作原理类似，只是将电阻替换为电流源。
dac工作原理
dac工作原理DAC工作原理。
数字模拟转换器（DAC）是一种将数字信号转换为模拟信号的重要器件，它在各种电子设备中都有着广泛的应用。
本文将详细介绍DAC的工作原理，以帮助读者更好地理解这一重要器件。
首先，DAC的工作原理可以简单概括为将数字输入转换为模拟输出。
在DAC内部，有一个数字输入端和一个模拟输出端。
当数字信号输入到DAC时，DAC内部的电路会根据输入的数字信号来产生对应的模拟输出信号。
这个过程涉及到数字信号的解码和模拟信号的输出，下面我们将详细介绍DAC内部的工作原理。
DAC内部的核心部件是数字到模拟转换器（DAC），它接收来自数字输入端的数字信号，并将其转换为模拟信号输出。
数字到模拟转换器通常采用电阻网络、电流源或者电容网络等方式来实现。
其中，电阻网络是最常见的实现方式之一，它通过调节电阻的数值来控制输出电压的大小，从而实现数字到模拟的转换。
除了数字到模拟转换器，DAC内部还包括一个参考电压源。
参考电压源提供一个稳定的参考电压，用于数字信号到模拟信号的转换。
在数字信号输入到DAC后，DAC会根据参考电压源和数字信号的数值来产生对应的模拟输出信号。
这个过程需要DAC内部的电路来精确控制，以保证输出信号的准确性和稳定性。
此外，DAC还包括一个输出缓冲器。
输出缓冲器用于增加DAC的输出阻抗，从而提高其驱动能力和抗干扰能力。
输出缓冲器还可以保护DAC免受外部负载的影响，确保输出信号的稳定性和可靠性。
总的来说，DAC的工作原理可以简单概括为数字到模拟的转换过程。
在这个过程中，DAC内部的数字到模拟转换器、参考电压源和输出缓冲器等部件共同协作，将数字信号转换为模拟输出信号。
这一过程涉及到精密的电路设计和控制，以确保输出信号的准确性和稳定性。
通过本文的介绍，相信读者对DAC的工作原理有了更深入的理解。
DAC作为一种重要的电子器件，在各种电子设备中都发挥着重要作用。
希望本文能够帮助读者更好地理解DAC，并在实际应用中发挥其作用。
dac器件工作原理
dac器件工作原理DAC器件工作原理DAC器件是数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter）的简称，它的主要功能是将数字信号转换成为模拟信号。
在实际应用中，DAC器件是非常重要的，它被广泛应用于音频、视频、通信等领域。
本文将详细介绍DAC器件的工作原理及其应用。
一、DAC器件的工作原理DAC器件的工作原理是将数字信号转换成模拟信号。
数字信号是由一系列数字所组成的信号，而模拟信号则是由一系列连续的波形所组成的信号。
DAC器件的工作原理就是将数字信号转换成为与之对应的模拟信号。
DAC器件的工作原理主要分为两种类型，分别是累加型DAC和逐次逼近型DAC。
1. 累加型DAC累加型DAC是一种最基本的DAC类型，它的工作原理是将数字信号与一个电压信号进行比较，然后输出与电压信号相对应的模拟信号。
这个电压信号是由一个积分器所产生的，积分器的输入信号是由一个计数器输出的数字信号控制的。
当计数器的计数值改变时，积分器的输出电压也会相应地改变，从而改变DAC输出的模拟信号。
2. 逐次逼近型DAC逐次逼近型DAC是一种更高级别的DAC类型，它的工作原理是根据输入的数字信号进行逐步逼近，最终输出与之对应的模拟信号。
逐次逼近型DAC通常由一个逐步逼近寄存器（SAR）和一个数字比较器组成。
当输入的数字信号进入SAR中时，SAR会根据输入的数字信号逐步逼近所需的电压值，并将结果与数字比较器进行比较，最终输出与输入数字信号相对应的模拟信号。
二、DAC器件的应用DAC器件在现代电子技术中应用非常广泛，下面将介绍它的一些主要应用领域。
1.音频应用DAC器件在音频应用领域中被广泛应用，如音频播放器、音响、耳机等。
通过DAC器件可以将数字音频信号转换成为模拟音频信号，从而实现音频播放。
2.视频应用DAC器件在视频应用领域中也有着重要的应用。
例如，DVD播放器、数字电视机顶盒等，这些设备都需要将数字信号转换成为模拟信号，从而实现视频播放。
DAC的定义及工作原理详解
DAC的定义及工作原理详解一、DAC定义数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。
D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。
模数转换器中一般都要用到数模转换器，模数转换器即A/D转换器，简称ADC，它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。
按照二进制数字量的位数划分，有8 位、10 位、12 位、16位D/A转换器；按照数字量的数码形式划分，有二进制码和BCD码D/A转换器；按照D/A转换器输出方式划分，有电流输出型和电压输出型D/A转换器。
在实际应用中，对于电流输出的D/A转换器，如需要模拟电压输出，可在其输出端加一个由运算放大器构成的I/V转换电路，将电流输出转换为电压输出。
单片机与D/A转换器的连接，早期多采用8位数字量并行传输的并行接口，现在除并行接口外，带有串行口的D/A转换器品种也不断增多。
除了通用的UART串行口外，目前较为流行的还有IIC串行口和SPI串行口等。
所以在选择单片D/A转换器时，要考虑单片机与D/A 转换器的接口形式。
目前部分单片机芯片中集成的D/A转换器位数一般在10位左右，且转换速度很快，所以单片的DAC开始向高位数和高转换速度上转变。
低端的产品，如8位的D/A转换器，开始面临被淘汰的危险，但是在实验室或涉及某些工业控制方面的应用，低端的8位DAC以其优异性价比还是具有相当大的应用空间的。
二、DAC性能指标1）分辨率分辨率是指输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时，所对应的输出模拟量（常为电压）的变化量。
它反映了输出模拟量的最小变化值。
分辨率与输入数字量的位数有确定的关系，可以表示成FS/2n。
FS表示满量程输入值，n为二进制位数。
对于5V的满量程，采用８位的DAC 时，分辨率为5V/28=19.5mV；当采用12位的DAC时，分辨率则为5V/212＝1.22mV。
显然，位数越多，分辨率就越高。
DAC电路基本原理
DAC电路基本原理DAC（Digital-to-Analog Converter）翻译为数模转换器，是一种将数字信号转换为模拟信号的电子设备。
DAC的基本原理是根据输入的数字信号，通过一系列的处理过程，将其转换为模拟信号输出。
1.样本保持：在DAC电路中，输入的数字信号是一个个离散的样本点，为了使得输出的模拟信号更加平滑，首先需要进行样本保持过程。
样本保持电路将输入的信号进行采样，并在一定时间内保持其值不变，以便进行后续的处理。
2.数字-模拟转换：在样本保持之后，需要将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。
这一过程称为数字-模拟转换，在DAC电路中通常使用的是数位信号的加权求和方法。
具体而言，将离散的数字信号分成若干等级，并根据其权重进行加权求和，得到连续的模拟信号。
3.滤波：在进行数字-模拟转换后，得到的模拟信号通常包含有额外的高频噪声或者干扰。
为了去除这些噪声，需要进行滤波处理。
滤波是通过电容、电感等元件来实现的，可以将高频噪声滤除，使输出信号更加平滑。
4.放大：经过滤波后的模拟信号通常幅度较小，因此需要进行放大以得到我们需要的输出信号。
放大过程使用放大器来实现，可以将信号的幅度放大到我们需要的范围内。
5.偏置调整：部分DAC电路在输出之前需要进行偏置调整。
偏置调整是为了将输出的模拟信号调整到所需的范围内，以便与其他设备进行连接或者控制。
总结起来，DAC电路的基本原理包括样本保持、数字-模拟转换、滤波、放大和偏置调整。
这些步骤依次进行，最终将输入的数字信号转换为模拟信号输出。
通过DAC电路，可以实现数字信号到模拟信号的转换，广泛应用于音频、视频、通信等各个领域。
dac原理
DAC原理什么是DACDAC，即数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter），是一种将数字信号转换为模拟信号的设备或电路。
在现代电子技术中，数字信号是通过计算机和其他数字设备生成的，而模拟信号是连续变化的电压或电流信号。
DAC的作用是将数字信号转换为模拟信号，使得数字设备可以与模拟设备进行通信。
DAC的应用领域DAC广泛应用于各个领域，包括音频设备、通信系统、测量仪器和工控领域等。
下面来具体探讨一下DAC在各个领域的应用。
1. 音频设备DAC在音频设备中起着至关重要的作用。
以音乐播放器为例，DAC将数字音频信号转换为模拟音频信号，使得人们可以通过耳机或扬声器来欣赏音乐。
高质量的DAC 可以提供更清晰、更真实的声音效果，因此在高端音频设备中往往会使用高性能的DAC芯片。
2. 通信系统在通信系统中，数字信号必须转换为模拟信号才能进行传输。
例如，在手机中，话筒将声音转换为模拟电信号，然后经过一系列的处理和调制后，转换为数字信号进行传输。
接收端收到数字信号后，需要通过DAC将其转换为模拟信号，然后经过放大和滤波等步骤，最终输出为声音。
3. 测量仪器在测量仪器中，DAC常用于控制模拟设备，例如控制电压源或模拟电路的输出。
DAC通过将数字信号转换为相应的模拟电压或电流，实现对被测量的物理量进行控制或测量。
4. 工控领域在工业控制系统中，DAC常被用于控制各种执行器，例如马达或阀门。
通过将数字信号转换为模拟控制信号，DAC可以精确地控制各种执行器的运动或开关状态。
DAC的工作原理DAC的工作原理主要包括数字信号采样、量化、编码和模拟信号输出几个步骤。
以下是DAC的工作原理的详细解释。
1. 数字信号采样数字信号采样是指将连续变化的模拟信号在一定的时间间隔内进行离散取样。
采样定理告诉我们，为了能够准确地还原模拟信号，采样频率必须大于信号的最高频率的两倍。
因此，在进行DAC之前，需要对输入的模拟信号进行采样，将其转换为离散的数字信号。
数字模拟转换器(DAC)原理研究
电路分析课题研究之数字—模拟转换器（DAC）原理研究一．数字模拟转换器的简介简称“模数转换器”。
把模拟量转换为数字量的装置。
在计算机控制系统中，须经各种检测装置，以连续变化的电压或电流作为模拟量，随时提供被控制对象的有关参数(如速度、压力、温度等)而进行控制。
计算机的输入必须是数字量，故需用模数转换器达到控制目的。
二．数字模拟转换器的原理简单描述（1）.数字模拟转换器的原理DAC基本工作模式就是数模转换,数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量，实现该功能的电路或器件称为数模转换电路，通常称为D/A转换器或DAC。
数字量是用代码按数位组合起来表示的，对于有权码，每位代码都有一定的位权。
为了将数字量转换成模拟量，必须将每1位的代码按其位权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字—模拟转换。
这就是组成DAC转换器的基本指导思想。
（2）.数字模拟转换器的一般组成n位二进制DAC组成一般包括：数字寄存器、模拟开关、基准电压源、电阻网络和放大器几个组成部分（3）.数字模拟转换器的技术指标 a.分辨率分辨率说明D/A 转换器分辨最小输出电压的能力，通常用最小输出电压与最大输出电压之比表示。
所谓最小输出电压ULSB 指当输入的数字量仅最低位为1时的输出电压，而最大输出电压UOMAX 是指当输入数字量各有效位全为1时的输出电压。
对于一个n 位的D/A 转换器，分辨率可表示为b.转换误差转换误差是指D/A 转换器输入端加最大数字量时，实际输出的模拟电压与理论输出模拟电压的最大误差。
通常要求D/A 转换器的误差小于c.转换速度转换速度是指D/A 转换器从数码输入开始，到输出的模拟电压达到稳定值所需的时间，也称为转换时间。
121 nOMAXLSB U U ＝＝分辨率2LSB U一般取输入由全0变成全1或反之，其输出达到稳定值所需要的时间。
转换时间越小，工作速度就越高。
数模转换转器DAC基本原理剖析
电路分析专题研讨数模转换转器DAC基本原理剖析数模转换转器DAC基本原理剖析摘要：在信息处理技术方面，为解决数字信号与模拟信号间转换的问题，产生了DAC数字-模拟转换器，将计算机二进制编码转换成被处理的物理量，即模拟信号。
本文详细阐述了R-2R网络型D/A转换器的基本原理，通过运用等效方法和叠加原理推导出了R-2R网络型D/A转换的基本规律：V0=k*(2n-1Dn-1+ (21)1+20D).并且运用EWB工作台进行静态特性验证和动态波形输出的仿真，系统地阐明了DAC数模转换器的工作原理。
关键词：数模转换、EWB仿真、数字控制电压增益1 引言：随着数字技术，特别是数字计算机的迅猛发展，人类在处理可靠性、精度等重要指标方面有了更加高的要求。
由于数字信号具有比模拟信号更加稳定，更易压缩，更易传输，失真率小的优越性，因此数字信号与模拟信号的转换成了当今科研的热点课题。
本文主要介绍数字信号与模拟信号转换的桥梁之一----DAC数模转换器的基本原理，DAC：将计算机或控制器产生的二进制数字转换成与之成比例的模拟电压。
并运用EWB工作台进行仿真，验证结论。
2 D/A转换器基本原理推导：图 2—1是3位R-2R网络型D/A转换器的基本原理图，主要由电阻网络、3个单刀双掷模拟开关、参考电压Vs及运算放大器四部分组成。
图中的电阻网络由3个R-2R网络块，每块对应一个输入位，块与块之间串联成R-2R电阻网络。
对于每个电阻网络块，若输入的二进制代码是1，则开关拨向电压源那端的触点，参考电压接入了该电阻网络中。
若输入的是0则开关拨向空载导线那端的触点，此时，电压源未接入网络中。
考虑运算放大器的“虚地”特性，无论输入数字量Di为何值每个2K欧姆的电阻的下端都相当于接地，所以从每个1K欧姆电阻向右看过去对地电阻都是2K欧姆。
因此，网络中电压的分配应该是，从参考电源输出的总电压Vs每向右经过一个2K欧姆电阻，该电阻上的电压就被分为一半。
DAC的原理
1 U REF 3 4 (2 D3 22 D2 21 D1 20 D0 ) 2 3R
由运放的工作原理可知，输出电压uo为：
R f U REF 3 uo 4 (2 D3 22 D2 21 D1 20 D0 ) 3R 2
依次类推，n位T型电阻网络DAC，则输出电压为：
误差。
。
通常要求D/A转换器的误差小于
U LSB 2
转换速度是指D/A转换器从数码输入开始，到输出
的模拟电压达到稳定值所需的时间，也称为转换
时间。 一般取输入由全0变成全1或反之，其输出达到稳 定值所需要的时间。 转换时间越小，工作速度就越高。 如5G7520/AD7541的转换时间小于500ns
换器的转换精度越高。
3、组成与分类：
（1）组成： n位二进制DAC组成一般包括 数字寄存器、模拟开关、基准电压源、电阻网络 和放大器几个组成部分。
基准电压源 n位 数 字 量 输 入
数 字 寄 存 器
n位 模 拟 开 关
电 阻 网 络
求 和 放 大 器
模 拟 量 输 出
（2）分类： 按电阻网络不同可分成
四、CDA7524 D/A转换器
CDA7524是CMOS 8位并行D/A转换器。 电源电压VDD可在+5～+15 V之间选择。具有电阻 网络和电子模拟开关及数据锁存器，还有片选控 制和数据输入控制端，便于和微处理器进行接口 的D/A转换器，多用于微机控制系统中。
1、CDA7524的典型应用电路
VDD
最广泛的一种D/A转换器。
三、D/A转换器的主要参数 1. 分辨率
2. 转换误差和转换精度
3. 转换速度
分辨率说明D/A转换器分辨最小输出电压的能力，通常用
数模转换器(DAC)原理研究
数字—模拟转换器（DAC）原理研究一内容概述D/A转换器通常是把加权值与二进制码的各比特相对应的电压或者电流，按二进制码进行相加，从而得到模拟信号的方法。
产生加权电压和电流的方法有使用负载电阻的方法和使用梯形电阻网络的方法。
（1）负载电阻型D/A转换器由电阻和运算放大器组成的负载电阻型D/A转换器，其中（R,2R,……21-n R）的加权值与数字信号的各个比特（b0,b1,……bn-1）相对应。
当用每个比特的内容使各个比特的开关导通或者截止时，其输出电压V为V0=RRf（b0+21b1+41b2+…….+121-nbn-1）VR缺点：当位数较多时，负载电阻型D/A转换器必须使用的电阻值的范围将随之增大，会给制作集成电路带来困难。
（2）采用梯形电阻网络的D/A转换R-2R电阻解码网络如图所示是由R与2R电阻组成的T型电路，故又称为T型电阻解码网络，后边可以接运算放大器组成的跟随器，以提高网络带负载能力。
二 D/A 转换器的工作原理及波形输出 以一个简单的三位转换器为例：假设输入的数字为D 2D 1D 0=001，即D 0=1时，此时只有一个开关接至电压源，其他的均接地，T 型电阻网络的等效电路根据戴维南定理，可以将电路自左向右逐级等效化简，每等效一次，电源电压被等分一次，而等效电阻为R 不变逐次简化：由图可知D/A转换器的输出电压V0=32⨯32sV,同理当输入数字分别为010，100时即D1，D2分别单独接至参考电压源Vs，根据上述方法，可求得D/A转换器的输出电压分别为V0=32⨯22sV, V=32⨯2Vs,对于任意输入的数字信号D2D1D，根据叠加定理，可求得D/A转换器的输出电压为：V 0= D 0⨯32⨯32s V + D 1⨯32⨯22s V ,+ D 2⨯32⨯2Vs=32⨯321⨯V D D D )222(001122++s1) 列出从000到111所有数字信号对应的模拟电压：由三位数字转化器产生的锯齿波，三角波和方波实验电路图：实验电路用到了数字发生器，锯齿波的数字发生器设置和电压波形如下：三角波的数字发生设置和电压波形如下：方波的数值发生设置和电压波形如下：设计一个数字控制增益的电压放大器，V0=knVi ，其中n=0-15，k=2, Vi=+/-5V 。
dac的工作原理
dac的工作原理
本文介绍了DAC的工作原理。
DAC(数字音频控制器)是一种可以把数字音频信号转换成模拟音频信号的电路系统，其核心功能是将用户提供的数字音频信号转换成模拟音频信号，以方便我们通过音箱或耳机收听。
DAC的工作原理：
1、首先，我们需要将原始的数字音频信号转换为阵列格式，以便DAC识别。
2、然后，DAC使用样本和恢复来将数字音频信号转换为模拟音频信号。
样本和恢复是DAC用来将数字音频信号转换为模拟音频信号的技术，其中样本是将数字音频信号分解成对应的每个声道的多个采样信号，而恢复则是将这些采样信号恢复成完整的模拟音频信号。
3、最后，DAC将模拟音频信号转换为带有相应的叶子位序和叶子向量的稀疏音频数据，这些数据可以直接使用，并用于后续的音频设备。
以上就是DAC的工作原理。
DAC的正确使用可以使音频设备更加完善，通过DAC的转换我们可以迅速完成音频信号的转换。
- 1 -。
dac原理
dac原理DAC原理。
数字模拟转换器（DAC）是一种将数字信号转换为模拟信号的电子设备。
它在各种电子设备中都有广泛的应用，如音频设备、通信设备、工业控制系统等。
DAC的工作原理是将输入的数字信号转换为相应的模拟信号输出，其核心是数字信号与模拟信号的转换过程。
DAC的工作原理主要包括数字信号输入、数模转换、滤波和输出四个过程。
首先，数字信号输入是指将要转换的数字信号输入到DAC中，这些数字信号通常是以二进制形式表示的。
接下来是数模转换过程，DAC将输入的数字信号转换为模拟信号输出。
在这个过程中，DAC内部的D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，通常是通过电流、电压或电荷的形式输出。
然后，输出的模拟信号会经过滤波处理，以去除可能存在的高频噪声或干扰，从而得到更加平滑和稳定的模拟信号。
最后，经过滤波处理后的模拟信号被输出到DAC的输出端，以供后续的电路或设备使用。
在DAC的工作原理中，数模转换是其中最关键的部分。
数模转换器通常由数字输入端、模拟输出端和参考电压等部分组成。
当数字信号输入到数模转换器时，它会根据输入的数字信号值和参考电压值来生成对应的模拟输出信号。
这个过程需要高精度的电子元件和精确的电压参考源来保证转换的准确性和稳定性。
另外，DAC的工作原理也与其工作的应用场景密切相关。
在音频设备中，DAC通常用于将数字音频信号转换为模拟音频信号输出，以供扬声器或耳机播放。
在通信设备中，DAC则用于数字调制解调器、基带处理器等部分，将数字信号转换为模拟信号进行调制或解调。
在工业控制系统中，DAC则通常用于控制执行器、传感器等设备，将数字控制信号转换为模拟控制信号输出。
总的来说，DAC作为一种重要的电子器件，在各种电子设备中都有着重要的应用。
它的工作原理是将数字信号转换为模拟信号输出，包括数字信号输入、数模转换、滤波和输出四个过程。
数模转换是其中最关键的部分，需要高精度的电子元件和精确的电压参考源来保证转换的准确性和稳定性。
dac工作原理
dac工作原理
DAC（数字到模拟转换器）是一种电子设备，可以将数字信
号转换为模拟信号。
它是将离散的数字信号转化为连续的模拟信号，用于在数字系统和模拟系统之间建立桥梁。
DAC的工作原理是通过将输入的数字信号分解成多个离散的位，在每个位上确定模拟输出的电压或电流。
DAC通常由数
字电路和模拟电路两部分组成。
数字电路部分是负责接收输入的数字信号，并将其转化为二进制代码。
假设输入的数字信号为n位，那么数字电路将把该信号分解成n个离散的位，每个位表示一个二进制数（0或1）。
模拟电路部分则根据每个位上的二进制数，确定模拟输出的电压或电流。
对于典型的DAC来说，它会使用一个参考电压或
电流，并根据二进制数的不同进行加权运算，得出相应的输出信号。
具体来说，模拟电路部分会根据输入的二进制数和相应的权重计算出每个位所代表的电压或电流。
然后，这些电压或电流会被集成在一起，形成最终的模拟输出信号。
需要注意的是，DAC的精度和性能会受到许多因素的影响，
例如参考电压或电流的稳定性、数字电路中的噪声等。
因此，在设计和选择DAC时，需要考虑这些因素，以确保输出信号
的准确性和稳定性。
总结来说，DAC的工作原理是将输入的数字信号转化为二进制代码，并根据每个位上的二进制数和相应的权重计算出模拟输出的电压或电流。
这样，DAC为数字系统和模拟系统之间提供了一种有效的转换方式。
数模转换器原理
数模转换器原理
数模转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）是一种
电子器件，用于将数字信号转换为模拟信号。
其原理是根据输入的数字信号，在输出端生成一个与输入信号相对应的模拟信号。
数模转换器由两部分组成：数字部分和模拟部分。
数字部分接收来自数字信号源的输入数据，通常是以二进制形式表示的数字信号。
数字部分的任务是根据输入信号的数值，控制模拟部分产生相应的模拟电压信号。
模拟部分由一组电路组成，根据数字部分传递过来的信号值生成模拟电压信号。
常用的数模转换器有脉冲宽度调制（PWM）、脉冲数调制（PCM）和脉冲密度调制（PDM）等。
具体的工作原理如下：
1. 数字部分接收到输入的数字信号后，将其转换为一个相应的二进制代码。
2. 数字部分将转换后的二进制代码传递给模拟部分。
3. 模拟部分根据接收到的二进制代码产生相应的模拟电压信号。
4. 模拟电压信号经过滤波和增益调节等处理后，输出为模拟信号的形式。
数模转换器的输出模拟信号可以是连续的，也可以是离散的。
连续模拟信号多用于音频和视频等领域，离散模拟信号多用于控制系统和通信系统中。
数模转换器广泛应用于各种电子设备中，如数字音频设备、数字视频设备、测量仪器、通信设备等。
它的主要作用是将数字信号转换为能够被模拟设备或模拟电路处理的模拟信号，使得数字设备能够与模拟设备进行数据交互。
数字模拟转换器(DAC)原理研究
电路分析课题研究之数字—模拟转换器（DAC）原理研究一．数字模拟转换器的简介简称“模数转换器”。
把模拟量转换为数字量的装置。
在计算机控制系统中，须经各种检测装置，以连续变化的电压或电流作为模拟量，随时提供被控制对象的有关参数(如速度、压力、温度等)而进行控制。
计算机的输入必须是数字量，故需用模数转换器达到控制目的。
二．数字模拟转换器的原理简单描述（1）.数字模拟转换器的原理DAC基本工作模式就是数模转换,数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量，实现该功能的电路或器件称为数模转换电路，通常称为D/A转换器或DAC。
数字量是用代码按数位组合起来表示的，对于有权码，每位代码都有一定的位权。
为了将数字量转换成模拟量，必须将每1位的代码按其位权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字—模拟转换。
这就是组成DAC转换器的基本指导思想。
（2）.数字模拟转换器的一般组成n位二进制DAC组成一般包括：数字寄存器、模拟开关、基准电压源、电阻网络和放大器几个组成部分（3）.数字模拟转换器的技术指标 a.分辨率分辨率说明D/A 转换器分辨最小输出电压的能力，通常用最小输出电压与最大输出电压之比表示。
所谓最小输出电压ULSB 指当输入的数字量仅最低位为1时的输出电压，而最大输出电压UOMAX 是指当输入数字量各有效位全为1时的输出电压。
对于一个n 位的D/A 转换器，分辨率可表示为b.转换误差转换误差是指D/A 转换器输入端加最大数字量时，实际输出的模拟电压与理论输出模拟电压的最大误差。
通常要求D/A 转换器的误差小于c.转换速度转换速度是指D/A 转换器从数码输入开始，到输出的模拟电压达到稳定值所需的时间，也称为转换时间。
121 nOMAXLSB U U ＝＝分辨率2LSB U一般取输入由全0变成全1或反之，其输出达到稳定值所需要的时间。
转换时间越小，工作速度就越高。
数字-模拟转换器(DAC)原理研究
• 因此 •
（3） 若每隔1us 可以给出一个数字信号，试 给出一种产生周期为16us，幅度为7V 的 锯齿波和三角波和方波的数字信号方案 （仅给出一个波形周期的数字信号即可）。 用软件仿真你的设计方案。
• 输出锯齿波、三角波、方波时的仿真电路图：
谢谢
锯齿波参数设置如下：
锯齿波模拟仿真结果
三角波参数设置
三角波模拟仿真结果
方波参数设置如下：
方波模拟仿真结果：
（4）查阅DAC0832 芯片手册，分析其倒置R2R 电阻网络进行DAC 转换原理。当其输出 接电流电压转换运放如图 时，推导其输出 电压VOUT 与参考电压VREF和8 位二进制数 字量的关系。
反向增益放大器正向增益放大器跟随器第一种是反向增益放大器放大倍数为一倍第二种是正向增益放大器放大倍数为两倍第三种是跟随器由电路原图可以看到第一次电路接的是跟随器它的作用是得到左边的输出电压同时右边所接的负载对电压没有影响第二个放大器可以看到作用是正向放大二倍为了得到正向电压又接了跟随器和反相器故得到的电压相对于原输出电模拟仿真结果
数字-模拟转换器(DAC)工作原理 研究
• 组员： • 杜杨 10221034 自动化1001
DAC的基本原理
DAC基本工作模式就是数模转换 数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化 的模拟量，实现该功能的电路或器件称为数模 转换电路，通常称为D/A转换器或DAC。数字量 是用代码按数位组合起来表示的，对于有权码， 每位代码都有一定的位权。为了将数字量转换 成模拟量，必须将每1位的代码按其位权的大 小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相 加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从 而实现了数字—模拟转换。这就是组成DAC转 换器的基本指导思想。
dac转换原理
dac转换原理DAC转换原理DAC转换器（Digital-to-Analog Converter）是一种将数字信号转换为模拟信号的电子器件。
它将数字信号以一定的精度和速度转换为模拟电压或电流输出，被广泛应用于各种电子设备中，如音频设备、通信设备、仪器仪表等。
DAC转换原理基于数模转换（Digital-to-Analog Conversion）技术，通过将离散的数字信号转换为连续的模拟信号实现。
数模转换的过程可以分为两个主要步骤：采样和保持（Sampling and Holding）以及量化和编码（Quantization and Encoding）。
在采样和保持阶段，DAC转换器接收到输入的数字信号，并将其转换为模拟信号。
这个过程涉及到采样器和保持器的工作，采样器负责按照一定的频率对输入信号进行采样，而保持器则用于在采样的瞬间将采样到的信号保持住，以便后续的处理。
在量化和编码阶段，DAC转换器将经过采样和保持的信号进行量化和编码，将离散的数字信号转换为模拟信号。
量化是将连续的信号离散化，将其划分为一系列离散的电平，用来表示输入信号的幅度。
编码则是将离散的电平映射为模拟信号的幅度，通常采用二进制编码方式。
在DAC转换原理中，一个重要的参数是分辨率（Resolution），它表示DAC转换器能够分辨的电平数量。
分辨率越高，表示DAC转换器能够输出更精确的模拟信号，但同时也需要更复杂的电路设计和更高的成本。
另一个重要的参数是采样率（Sampling Rate），它表示DAC转换器每秒对输入信号进行采样的次数。
采样率越高，表示DAC转换器能够更快地将数字信号转换为模拟信号，从而提高信号的还原度和准确性。
DAC转换器的实现方式有很多种，常见的包括串行式DAC、并行式DAC和Σ-Δ调制式DAC等。
串行式DAC通过串行输入方式将数字信号转换为模拟信号，适用于低速和低分辨率的应用。
并行式DAC通过并行输入方式将数字信号转换为模拟信号，适用于高速和高分辨率的应用。
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数模转换器DAC基本原理探究
尤增显，左元钧
摘要：在信息处理技术方面，为解决数字信号与模拟信号间转换的问题，产生了DAC数字-模拟转换器，将计算机二进制编码转换成被处理的物理量即模拟信号。
本文详细阐述了D/A 转换器的基本原理，通过运用等效方法和叠加原理推导出了D/A转换的基本规律
V0=k*(2n−1D n−1+2n−2D n−2+⋯+21D1+20D0)·V s。
并且运用EWB工作台进行静态特性验证和动态波形输出的仿真，系统地阐明了DAC数模转换器的工作原理。
关键词：数模转换（DAC）；EWB仿真；数字控制电压增益
引言随着数字技术特别是数字计算机的迅猛发展，人类在处理可靠性、精度等重要指标方面有了更加高的要求。
由于数字信号具有比模拟信号更加稳定、更易压缩、更易传输且失真率小的优越性，因此数字信号与模拟信号的转换成了当今科研的热点课题。
本文主要介绍数字信号与模拟信号转换的桥梁之一----DAC数模转换器的基本原理。
DAC将计算机或控制器产生的二进制数字转换成与之成比例的模拟电压。
并运用EWB工作台进行仿真，验证结论。
1.数模转换器（DAC）原理推导与仿真
1.1 理论推导
下图是数模转换器（以下简称DAC）的基本原理图。
DAC主要由电阻网络、3个单刀双掷模拟开关、参考电压Vs及运算放大器四部分组成。
图中的电阻网络由3个网络块，每块对应一个输入位块与块之间串联成电阻网络。
对于每个电阻网络块，若输入的二进制代码是1则开关拨向电压源那端的触点，参考电压接入了该电阻网络中。
若输入的是0则开关拨向空载导线那端的触点，此时电压源未接入网络中。
假设当D2D1D0=001时，即D0=1时，此时只有第一个网络块接入电压，因此电路图可简化为如下图所示：
根据等效定理对该电路依次化简：
最终电路可简化为：
在简化过程中可以发现：每经历一次电路简化，其电压的大小会变为原来的二分之一，
因此此时DAC的输出电压V0=2
1+2×V s
23
=2
3
×V S
23
，此结果为D0单独接入电路时DAC的输
出电压。
同理当D1开关打开单独接入电压源时，可得DAC的输出电压为V0=2
3×V s
22
，当
D2开关打开单独接入电压源是，可得DAC的输出电压为V0=2
3×V s
2。
再根据叠加定理可
得任意开关组合的DAC输出电压值。
即
V0=2
3
×
1
23
×(22·D2+21·D1+20·D0)×V s
1.2EWB仿真
利用EWB软件连接DAC电路，通过手控三个开关读出电压表上不同的开关组合时的电压，从而达到仿真的目的，并且验证理论推导的正确性。
利用EWB手控8种开关组合得到相应电压。
D2D1D0=000 时V0=0V
D2D1D0=001 时V0=1V
D2D1D0=011 时V0=3V
D2D1D0=010 时V0=2V
D2D1D0=110 时V0=6V
D 2D 1D 0=101 时 V 0=5V
综上可列表格：
通过不同的开关组合，可以依次得到1V 到7V 的不同电压值。
利用这些不同的电压值，在时间上的组合可以得到锯齿波、三角波以及方波。
也因此实现了数字信号到模拟信号的转化，通过不同的组合得到所需要的波形，将计算机或控制器产生的二进制数字转换成与之成比例的模拟电压。
2.利用DAC产生相应波形
每隔1us可以给出一个数字信号，试给出一种产生周期为16us，幅度为7V的锯齿波和三角波和方波的数字信号方案。
仿真原理图：
此时不再用手控开关而是令其自动控制每隔一段时间进行相应的操作。
2.1 产生锯齿波
产生锯齿波即是令0us时DAC输出电压为0V、1us时DAC输出电压为1V、以此类推。
当进行到第8us时DAC输出电压正好为7V 。
如图所示：
产生三角波即是令0us时DAC输出电压为0V、1us时DAC输出电压为1V……当8us 时DAC输出电压为7V、9us时DAC输出电压为7V、10us时DAC输出电压6V……15us时DAC输出电压为1V、16us时DAC输出电压为0V。
如图所示：
产生矩形波即是0us ——8us 时DAC 输出电压为7V ，9us ——16us 时DAC 输出电
压为0V 。
如图所示：
3. 扩展内容
设计一个数字控制增益的电压放大器
放大器的增益。
因此,
数字代码的输入位数。
其中V0=knVs ，其中n=0-15，k=2, Vs=+/-5V 。
其原理推导如与1.1中类似。
最终可推导出：
V 0=2×V s ×（23·D 3+22·D 2+21·D 1+20
·D 0）
假设没有电压增益则：
V 0
，=2×14×V s （23·D 3+22·D 2+21·D 1+20
·D 0） 因此，V 0相当于将V 0，
扩大48倍，此过程可由运算放大器实现。
如图所示：
已知，V 1=0 由运放特性可得V −=V + 因此
V 1−V a 1
=
V a −V b 47
由此可得
V b =48V a
因此，电路原理图为：
V + V −
V a V b
不同的开关组合可以得到不同的电压值由此可列表格：
产生相应波形所用电路：
锯齿波：
三角波：
方波：
4. 结束语
综上所述，通过电阻的等效方法，电源的叠加原理可推导出输入电压与输出电压间的关系V0=k·(2n−1D n−1+2n−2D n−2+⋯+21D1+20D0)·V s改变电路结构可以改变K值即改变电压增益。
电压增益K在不同的电阻网络里构成的因素不同，取决于n和接在运放两端的电阻的阻值。
通过开关在时间上的不同组合，可以得到所需要的波形，这样就完成了数字信号到模拟信号的转换。
参考文献
[1]侯建军.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社.2009:349-375.
[2]闻跃高岩杜普选.基础电路分析.北京：清华大学出版社北京交通大学出版社.2008.。