第9章 AD转换和DA转换

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ad转换器和da转换器

• 单片机测控系统中的ADC和DAC
电流输出型DA转换原理
总电流
•转换电流
分支电流
……
•I01转换电流与“逻辑开关”为1的各支路电流的总和成正比，即与D0～D7口输入的二进制数成正比。
•DAC0832
•反馈电阻 •外接放大器
转换电压
•即，转换电压正比于待转换的二进制数和参考电压
DAC的性能指标： 1、分辨率通常将DAC能够转换的二进制的位数称为分辨率。位数越多分辨率也越高，一般为8位、10位、12位、16位等
•参考程序如下：
INIT1： SETB IT1
；选择外部中断1为跳沿触发方式
SETB EA
；总中断允许
SETB EX1 ；允许外部中断1中断
MOV DPTR，#7FF8H ；端口地址送DPTR
MOV A，#00H
MOVX @DPTR，A；启动ADC0809对IN0通道转换
………
；完成其他的工作
•电路分析
➢ 由P2.0形成高8位地址（0xfe），与WR信号合成START/ALE正脉冲启动 ADC，与RD信号合成OE正脉冲输出转换数据；
➢ 启动IN0～IN7通道AD转换的命令的地址为：0xfef8，……，0xfeff。
➢ 读取AD结果的命令的地址为：任何高8位为0xfe的地址均可。
•电路分析
DAC2第1级地址： 1111 1101 …（0xfdff） DAC1和2第二级地址：1110 1111 …（0xefff）
例3参考程序
•语句DAOUT = num的作用只是启动DAC寄存器，传输什么数据都没关系。
例3 运行效果（多路D/A同步输出）
•11.2 AT89S51与ADC的接口

第九章 DA、AD转换器及其与CPU的接口

第九章 D/A、A/D转换器
9.3 A/D转换器芯片
1、采样过程：将时间上连续变化的模拟量转变为时间上断续变化的模拟量。采样频率f0大于等于输入信号最高频率fm的2倍。 2、保持过程：将采样得到的模拟量的值保持下来。为保证采样精确度，要求在A/D转换期间，保持输入模拟量的信号不变。 3、量化过程：以一定的量化单位，把离散的模拟信号转化为离散的阶跃量的
二、D/A的主要技术指标
第九章 D/A、A/D转换器
分辨率:
• 是指最小输出电压（对应的输入二进制数为1 ）与最大
输出电压(对应的输入二进制数的所有位全为1)之比。
分辨率=1/（2n-1）例如十位数模转换器的分辨率为： 2110-1≈0.001
• 可用输入数字量的位数来表示，如8位、10位等。
二、应用举例
第九章 D/A、A/D转换器
例1 对模拟通道IN0进行A/D转换，采样一个点。
采用查询方式的程序如下：
OUT 50H，AL ；选通IN0，
；启动A/D转换
NOP；避开刚开始的EOC状态
W：IN AL，40H ；输入EOC标志
TEST AL，01H
JZ W
；未结束，返回等待
IN AL，48H ；结束，
第九章 D/A、A/D转换器
9.3.1 A/D工作原理
原理：类似天平称重量时的尝试法，逐步用砝码的累积重量去逼近被称物。
逐次变换
寄存…器SAR …
时序及控制逻辑
Vi
+
┇
D/A
VC
比较器
-
} ┇
数字量输出
9.3.2 A/D的技术指标
分辨率量化误差转换速度精度
9.3.3 ADC0809 一、原理框图

《AD及DA转换》课件

AD转换器可采用不同的工作模式，包括单次采样模式、连续采样模式和返馈式模式。工作模式的选择取决于应用的工作模式可供选择，包括并行输出模式、连续波模式和直流偏置模式。每种模式都有不同的实现方法和性能特点。
《AD及DA转换》PPT课件
本PPT课件将深入介绍AD及DA转换的原理、分类、工作模式，以及采样率、量化精度等关键概念。我们还会探讨信号处理技术、硬件实现和电路设计等重要话题。
什么是AD和DA转换
AD（模数）转换将模拟信号转换为数字信号，DA（数模）转换将数字信号转换为模拟信号。这两种转换器在许多电子系统中起着关键作用。
AD转换器可根据工作原理和特性进行分类，如逐次逼近型、积分型、双斜率型和ΔΣ型等。每种类型都有其适用的应用场景和性能特点。
DA转换器的分类
DA转换器可以按照数字信号转换为模拟信号的方法进行分类，如加权电阻型、串行型、并行型和PDM型等。不同类型的转换器适用于不同的应用需求。
AD转换器的工作模式
AD转换的原理和作用
AD转换器使用采样和量化技术将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。它在信号处理、通信系统和传感器中都有广泛应用。
DA转换的原理和作用
DA转换器将数字信号转换为模拟信号，使其能够在模拟电路中进行进一步处理和传输。它在音频、视频和通信等领域中扮演着核心角色。
AD转换器的分类

《AD及DA转换》课件

一、AD及DA转换简介1.1 AD转换概述模拟信号与数字信号的概念模拟信号转换为数字信号的意义1.2 DA转换概述数字信号转换为模拟信号的意义DA转换的基本原理1.3 AD及DA转换的应用领域电子秤工业控制音频处理二、AD转换器（模数转换器）2.1 AD转换器的工作原理采样保持量化和编码2.2 AD转换器的类型逐次逼近型（SAR）双积分型流水线型2.3 AD转换器的主要性能指标分辨率和量化误差转换时间和转换速率动态范围和线性范围三、DA转换器（数模转换器）3.1 DA转换器的工作原理数字到模拟的转换过程D/A转换器的类型及特点3.2 DA转换器的主要性能指标分辨率转换误差转换速度3.3 DA转换器的应用实例音频DAC视频DAC通信系统中的DA转换应用四、AD及DA转换器的选择与评估4.1 AD及DA转换器的选择依据精度要求转换速度要求成本和功耗考虑4.2 AD及DA转换器的评估方法测试转换特性分析转换误差对比不同转换器的性能4.3 AD及DA转换器的应用案例分析模拟信号采集与数字处理数字信号调节与模拟输出五、AD及DA转换技术的未来发展5.1 高速AD及DA转换技术亚微米和深亚微米工艺并行处理技术5.2 高精度AD及DA转换技术低噪声和低功耗设计温度补偿技术5.3 集成AD及DA转换技术片上系统（SoC）混合信号集成技术5.4 新型AD及DA转换技术展望生物医学信号处理领域无线通信和物联网应用领域六、模拟信号的采样与保持6.1 采样定理奈奎斯特采样定理采样频率的选择6.2 采样保持电路采样保持电路的工作原理采样保持电路的设计要点七、模拟信号的量化与编码7.1 量化过程量化的概念与过程量化误差7.2 编码方法二进制编码格雷码编码八、逐次逼近型AD转换器（SAR ADC）8.1 SAR ADC的工作原理转换过程解析转换速率与功耗8.2 SAR ADC的设计要点模拟开关的选择基准电压源的设计九、双积分型AD转换器9.1 双积分型ADC的工作原理转换过程解析转换时间与精度9.2 双积分型ADC的应用场景电流传感器压力传感器十、流水线型AD转换器10.1 流水线型ADC的工作原理转换过程解析转换速率与功耗10.2 流水线型ADC的设计要点级间匹配与补偿模拟开关的选择十一、DA转换器（数模转换器）的类型及原理11.1 权电阻网络DA转换器工作原理分辨率和线性度11.2 电压反馈型DA转换器工作原理特点和应用11.3 电流反馈型DA转换器工作原理特点和应用十二、DA转换器的性能指标及评估12.1 分辨率数字位数的含义分辨率与精度的关系12.2 转换误差静态误差动态误差12.3 转换速度转换时间更新速率十三、DA转换器的应用实例13.1 音频DAC音频信号的数字到模拟转换音频DAC芯片的选择13.2 视频DAC视频信号的数字到模拟转换视频DAC芯片的选择十四、AD及DA转换器的接口技术14.1 模拟接口差分信号传输阻抗匹配14.2 数字接口SPI接口I2C接口USB接口十五、AD及DA转换器的实际应用问题与解决方案15.1 噪声问题模拟噪声的来源数字噪声的来源降噪技术15.2 匹配问题内部组件匹配外部组件匹配匹配技术15.3 温度补偿温度对AD及DA转换器的影响温度补偿技术重点和难点解析本文主要介绍了AD及DA转换的相关概念、原理、性能指标、应用实例以及接口技术，重点内容包括：1. AD及DA转换的基本原理：理解模拟信号与数字信号的转换过程，掌握AD 及DA转换的意义和应用领域。

《AD和DA变换》课件

模拟信号采样
信号量化
连续的模拟信号通过采样器转换为离散的数字形式。
通过量化器将连续的信号转换为离散的数值，减小信号的精度。
AD变换的应用
AD变换在许多领域中具有广泛的应用和重要的意义。
音频处理
AD转换用于音频设备中的声音采集和处理，例如录音、音乐制作和语音识别。
通信系统
AD转换用于将模拟信号转换为数字信号，以便在通信系统中传输和处理音频和视频数据。
Hale Waihona Puke 数字信号解码通过解码器将二进制信号解码为对应的数字数值。
信号重构
通过重构滤波器将数字信号转换为连续的模拟信号。
DA变换的应用
DA变换在各种设备和应用中发挥着至关重要的作用。
1
显示器
2
DA转换用于显示器中的数字信号解码和
模拟信号重建，以显示图像和视频。
3
音频设备
DA转换用于音频设备中的数字信号重建，如扬声器和耳机。
关键的信号处理环节
AD变换将模拟信号转换为数字形式，DA变换将数字信号转换为模拟形式，促使数字设备和模拟设备之间的互操作。
广泛的应用领域
AD和DA变换被广泛应用于音频设备、通信系统、数据采集、控制系统和测量仪器等领域。
AD变换的概念和原理
AD（模数转换）是将模拟信号转换为数字信号的过程。这涉及到信号采样、量化和编码。 • 信号采样：将连续的模拟信号在离散时间点上进行采样。 • 信号量化：将采样的信号转换为离散的数值。 • 信号编码：将量化的数值表示为二进制形式。
《AD和DA变换》PPT课件
本PPT课件介绍AD和DA变换的概念、原理、应用以及问题讨论，旨在向大家分享我的专业知识和见解。
引言

第9章AD与DA转换

例如，满量程值为10V时，n位D/A转换器的精度为±1/2 LSB，则其最大可能误差为：

精度为±0.05%表示最大可能误差为：
（3）转换速率转换速率是指大信号工作时，模拟输出电压的最大变化速度，单位为V/μs （4）建立时间建立时间指的是，当输入数值满量程后，输出模拟值稳定到最终值的±1/2LSB时所需要的时间。该时间是表征D/A转换器性能的重要指标，显然建立时间越大，转换速率越低。

DI7~ DI0：8位数据输入端，与CPU数据总线相连。 CS：片选信号，输入，低电平有效，与ILE 配合决定WR1是否起作用。 ILE：输入锁存允许信号，输入，高电平有效。

WR1 ：写信号1，将数据8位输入数据锁存到输入寄存器中，低电平有效。此信号必须同CS、ILE同时有效，即当CS和WR1同时为低电平、ILE为高电平时，输入数据不锁存；当WR1变为高电平、ILE变为低电平时，输入数据被锁存在输入寄存器中。 WR2 ：写信号2将锁存在输入寄存器中的数据送到8 位DAC寄存器中进行锁存，低电平有效。当WR2与传送控制信号XFER同时为低电平时，DAC寄存器中的数据不锁存；当WR2 或XFER变为高电平时，输入寄存器中的数据被锁存在DAC寄存器中。
1．ADC0809引脚

ADC0809是28引脚的双列直插式芯片，如图9-15所示。各引脚的定义及功能如下。

IN7~IN0：8路模拟电压输入端。 D7~D0：8位数字量输出端。 ADDA、ADDB和ADDC：地址输入端，它们的不同组合可用来选择不同的模拟输入通道，编码 000~111 分别对应 IN0~IN7，如表9-1所示。 START：启动转换的控制信号，输入，高电平有效。

电路中的AD转换与DA转换

电路中的AD转换与DA转换在当今信息时代，电子设备已经渗透到我们生活的方方面面。

而这些电子设备的运作离不开AD转换（模数转换）和DA转换（数模转换）这两个关键环节。

本文将介绍AD转换和DA转换的原理、应用以及相关技术发展。

一、AD转换AD转换是模拟信号转换为数字信号的过程。

在电子设备中，传感器等设备输出的信号多为模拟信号，需要通过AD转换将其转换成数字信号，才能由电子器件进行处理和存储。

AD转换器通常由采样器、量化器和编码器组成。

采样器的作用是将模拟信号在一定的时间间隔内取样，量化器将取样的模拟信号分成有限个离散值进行量化，编码器将量化后的离散值转换成二进制数字信号。

通过这一过程，AD转换器能够将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。

AD转换器广泛应用于各个领域，如音频、视频、电力系统等。

在音频领域，AD转换器用于将声音等模拟信号转换为数字信号，实现录音、播放等功能。

在电力系统中，AD转换器用于电能计量、监测等方面。

二、DA转换DA转换是数字信号转换为模拟信号的过程。

数字信号由计算机或其他数字系统处理和存储，而大部分外围设备如音箱、显示器等则需要模拟信号进行驱动。

DA转换器通常由数字信号输入端和模拟输出端组成。

数字信号输入端接收来自计算机或其他数字系统的数字信号，将数字信号按照一定的波形进行放大、滤波等处理后，经过模拟输出端输出为模拟信号。

这样，数字系统生成的数字信号便可以控制外围设备的模拟输出。

DA转换器广泛应用于音频设备、显示设备等领域。

在音频设备中，DA转换器用于将计算机中存储的音频文件转换为模拟信号，通过音箱输出高质量的音乐。

在显示设备中，DA转换器则将计算机生成的数字图像信号转换为模拟信号，驱动显示器显示各种图像。

三、技术发展随着科技的不断进步，AD转换与DA转换技术也得到了快速的发展与创新。

目前，高速、高精度、低功耗、小型化是AD转换与DA转换技术的发展方向。

在AD转换技术方面，新型的Delta-Sigma调制技术、超大规模集成电路技术等被广泛应用，提高了AD转换器的精度和信噪比。

数字电子技术基础第九章DA和AD转换电路

D2
VREF 22 R
D1
VREF 23 R
D0
VREF 23 R
(D3 23
D2 22
D1 21
D0 20 )
VREF
23 R
3 i0
Di 2i
i (0,1,2,3)
11
对于n位权电阻网络D/A转换器总电流为：
i
VREF 2n1 R
n1 i0
Di 2i
求和放大器输出电压为：vo iR f
数字量D成正比关系。V=KD，K为常数。
6
一、基本原理
输入是 n位二
D0 D1
进制数
Dn-1
n1
vO (iO ) k Di 2i 位权值
D/A
i (0,1,2,3i0 n 1)
k:转换比例系数
输出模拟电压（或模拟电流）与输入数字量
成正比关系。
假设：转换比例系数K=1,输入数字量n=3
输出模拟电压（或模拟电流）为：
进制数码为0000~1111,基准电压
00000
VREF=-8V,Rf = R/2,求输出电压VO。并画出输出VO波形。
0 0 0 1 0.5 00101 0 0 1 1 1.5
VREF R f 2n1 R
n1
Di 2i
i0
输出模拟电压VO的大小与输入的二进制数码的数值大小
成正比。
－ 2Rf
R
VREF 2n
n1
Di 2i
i0
同时还与量化级有关。
量化级
★ 输入二进制数码位数越多，量化级越小，D/A输出电压越接近模拟电压。
12
例1：设4位权电阻D/A转换器输入二进制数码D3D2D1D0=1101,基准电压VREF=-8V,Rf = R/2,求输出电压VO。

AD转换电路和DA转换电路

4位输入锁存器
LE2
LE3
MSB
12位相乘型 D/A 转换电路
LSB
10
14 UREF 13 Io2
Io1
11
Rf b
24 3
UCC
12
DAC1208
AD-DA转换器实例仿真
有一模数－数模转换电路如图，试根据不同转换频率，仿真该电路
REF1=REF2=10V E Ovr
REF2
In 10sin4t
1
UR/2
+1
#
-1 N1
UR/4
d1
≥1
&
d0
AD转换器
集成A/D转换器ADC0809
启动 START CLK
IN7
8路模拟量输
入 IN0
3 位 ADDA 地址 ADDB
线 ADDC 地址锁 ALE 存允许
WR
8路模拟开关
地址锁存与译码
控制逻辑与时序
-1
#
+1
SAR
开关树
三态输出锁存缓冲器
ADDA
UCC
+5V
ui7
IN7
REF(+)
…
……
REF(–)
ui0
IN0 GND
b)
DA转换器
D/A转换器的转换特性
对n位D/A转换器，设其输入是n位二进制数字输入信号 Din (d1,…dn), Din = d1x2-1+…+dnx2-n 如果D/A转换器的基准电压位UR,则理想D/A转换器的输出电压U0可表示为 U0 = UR*Din
REF1
1
2
in Conv

ad转换器和da转换器

技术发展的挑战与机遇
挑战：提高转换精度和速度，降低功耗和成本
挑战：解决高精度、高速度、低功耗、低成本之间的矛盾
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
机遇：物联网、人工智能、5G等新兴技术的发展，为D/D转换器带来新的应用场景和市场需求
机遇：新型材料、工艺和技术的发展，为D/D转换器带来新的技术突破和性能提升
技术发展的历程
1950年代：D转换器开始出现，主要用于军事
和航天领域
1960年代：D转换器逐渐普及，开始应用于工
业和医疗领域
1970年代：D转换器技术快速发展，出现了多
种类型的D转换器
1980年代：D转换器技术逐渐成熟，开始应用
于消费电子领域
1990年代：D转换器技术进一步发展，出现了高精度、高速度的D转
按照输出信号类型分类：单端输出、差分输出等
按照应用领域分类：工业控制、医疗电子、通信设备等
D转换器的工作原理
采样：将模拟信号转换为时间离散的信号量化：将时间离散的信号转换为幅度离散的信号编码：将幅度离散的信号转换为数字信号滤波：消除量化噪声，提高转换精度
D转换器的应用场景
信号处理：将模拟信号转换为数字信号，便于处理和分析通信系统：在通信系统中，将模拟信号转换为数字信号，便于传输和处理传感器应用：将传感器采集的模拟信号转换为数字信号，便于处理和分析音频处理：将模拟音频信号转换为数字信号，便于处理和分析
更快速度： D/D转换器的速度不断提高，以满足高速数据传输和信号处理的需求。
更低功耗： D/D转换器的功耗不断降低，以满足便携式设备和物联网设备的需求。
更小尺寸： D/D转换器的尺寸不断缩小，以满足便携式设备和物联网设备的需求。

第九章 AD、DA转换

A/D转换器（ADC）是一种将输入的模拟量转换为数字量的转换器。 A/D转换器（ADC）是一种将输入的模拟量转换为数字量的转换器。要实转换器现将连续变化的模拟量变为离散的数字量，通常要经过四个步骤：现将连续变化的模拟量变为离散的数字量，通常要经过四个步骤：
采样、保持、采样、保持、量化和编码
一般前两步由采样保持电路完成，量化编码由ADC来完成。来完成。一般前两步由采样保持电路完成，量化编码由ADC来完成
对于n位输出二进制码，并行ADC就需要个比较器显然，对于n位输出二进制码，并行ADC就需要个比较器。显然，就需要个比较器。随着位数的增加所需硬件将迅速增加， >4时并行ADC较随着位数的增加所需硬件将迅速增加，当n>4时，并行ADC较复杂，一般很少采用。因此并行ADC适用于速度要求很高适用于速度要求很高，复杂，一般很少采用。因此并行ADC适用于速度要求很高，而输出位数较少的场合。输出位数较少的场合。
与之接近的离散数字电平，这个过程称作量化与之接近的离散数字电平，这个过程称作量化。量化。由零到最大值（ MAX ）的模拟输入范围被划分为 1/8 ， 2/8……7/8共23-1个值，称为量化阶梯。 ……7 个值，称为量化阶梯量化阶梯。而相邻量化阶梯之间的中点值1 16， 16……13/16称为称为比较而相邻量化阶梯之间的中点值 1/16 ， 3/16……13/16 称为比较电平。电平。
采样后的模拟值同比较电平相比较，并赋给相应的量化阶梯值。例如，采样后的模拟值同比较电平相比较，并赋给相应的量化阶梯值。例如，采样值为7 32MAX，相比较后赋值为2 MAX。采样值为7/32MAX，相比较后赋值为2/8MAX。把量化的数值用二进制数来表示称作编码把量化的数值用二进制数来表示称作编码。编码有不同的方式。例如上述的量化值2/8MAX，若将其用三位自然加权编码有不同的方式。例如上述的量化值2/8MAX，二进制码编码，则为010。二进制码编码，则为010。

AD和DA转换器

A/D 和D/A 转换器在数字系统的应用中，通常要将一些被测量的物理量通过传感器送到数字系统进行加工处理；经过处理获得的输出数据又要送回物理系统，对系统物理量进行调节和控制。

传感器输出的模拟电信号首先要转换成数字信号，数字系统才能对模拟信号进行处理。

这种模拟量到数字量的转换称为模-数(A/D)转换。

处理后获得的数字量有时又需转换成模拟量，这种转换称为数-模(D/A)变换。

A/D 变换器简称为ADC 和D/A 变换器简称为DAC 是数字系统和模拟系统的接口电路。

第一节基本概念一、D/A 变换D/A 变换器一般由变换网络和模拟电子开关组成。

输入n 位数字量D （=D n-1…D 1D 0）分别控制这些电子开关，通过变换网络产生与数字量各位权对应的模拟量，通过加法电路输出与数字量成比例的模拟量。

（1）变换网络变换网络一般有权电阻变换网络、R-2RT 型电阻变换网络和权电流变换网络等几种。

ⅰ、权电阻变换网络权电阻变换网络如图8-1所示，每一个电子开关S i 所接的电阻R i 等于2n-1-i R （i=0～n-1），即与二进制数的位权相似，R 0=2n-1R ，R n-1=R 。

对应二进制位D i =1时，电子开关S i 合上，R i 上流过的电流 I i =V REF /R i 。

令V REF /2n-1R=I REF ，则有 I i =2i I REF ，即R i 上流过对应二进位权倍的基准电流，R i 称为权电阻。

权电阻网络中的电阻从R 到2n-1R 成倍增大，位数越多阻值越大，很难保证精度。

图8-1 权电阻D/A 变换器ⅱ、R-2R 电阻变换网络R-2R 电阻网络中串联臂上的电阻为R ，並联臂上的电阻为2R ，如图8-2所示。

从每个並联臂2R 电阻往后看，电阻都为2R ，所以流过每个与电子开关S i 相连的2R 电阻的电流I i 是前级电流I i+1的一半。

因此， I i =2i I 0=2i I REF /2n ，即与二进制i 位权成正比。

第9章 DA和AD转换总结

第八章D/A和A/D转换基本内容：D/A转换和A/D转换的基础知识，D/A转换芯片0832和A/D转换芯片0809的应用。

基本要求：了解D/A转换的基础知识；掌握0832和0809的结构及使用重点内容：D/A转换和A/D转换的工作原理难点内容：0832和0809的工作方式。

在自动化领域中，常常通过微型计算机对客观事物的变化信息进行采集、处理、分析和实时控制。

客观事物变化的信息有温度、速度、压力、流量、电流、电压等一些连续变化的物理量。

而计算机只能处理离散的数字量，那么这些模拟信号如何变化才能被计算机接收并可进行处理的数字量呢？计算机输出的是数字量，但大多数被控设备不能直接接收数字信号，所以还需将计算机输出的数字信号转化成为模拟信号，去控制或驱动被控设备，那么这些数字信号又是如何变化成模拟信号的呢？对一个控制系统要从以下三方面考虑问题。

图1 一个包含A/D和D/A转换环节的控制系统1. 传感器温度、速度、流量、压力等非电信号，称为物理量。

要把这些物理量转换成电量，才能进行模拟量对数字量的转换，这种把物理量转换成电量的器件称为传感器。

目前有温度、压力、位移、速度、流量等多种传感器。

2. A/D转换器(Analog to Digital Converter, ADC)把连续变化的电信号转换为数字信号的器件称为模数转换器，即A/D转换器。

3. D/A转换器(Digital to Analog Converter, DAC)把经过计算机分析处理的数字信号转换成模拟信号，去控制执行机构的器件，称为数模转换器，即D/A转换器。

可见，D/A转换是A/D转换的逆过程。

这两个互逆的转换过程以及传感器构成一个闭合控制系统，如图1所示。

第一节数模转换一、D/A转换器的工作原理D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的电路。

数字量输入的位数有8位、12位和16位等，输出的模拟量有电流和电压两种。

D/A转换器工作原理D/A转换器用于将数字量转换成模拟量。

第九章数模（DA）和模数（AD）转换电路

第九章数模（D/A ）和模数（A/D ）转换电路一、内容提要模拟信号到数字信号的转换称为模—数转换，或称为A/D （Analog to Digital ），把实现A/D 转换的电路称为A/D 转换器（Analog Digital Converter ADC ）；从数字信号到模拟信号的转换称为D/A （Digital to Analog ）转换，把实现D/A 转换的电路称为D/A 转换器（ Digital Analog Converter DAC ）。

ADC 和DAC 是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。

二、重点难点本章重点内容有：1、D/A 转换器的基本工作原理（包括双极性输出），输入与输出关系的定量计算；2、A/D 转换器的主要类型（并联比较型、逐次逼近型、双积分型），他们的基本工作原理和综合性能的比较；3、D/A 、A/D 转换器的转换速度与转换精度及影响他们的主要因素。

三、本章习题类型与解题方法 DAC网络DAC 权电阻 ADC 直接ADC间接ADC权电流型DAC权电容型DAC开关树型DAC输入/输出方式并行串行倒梯形电阻网络DAC这一章的习题可大致分为三种类型。

第一种类型是关于A/D 、D/A 转换的基本概念、转换电路基本工作原理和特点的题目，其中包括D/A 转换器输出电压的定量计算这样基本练习的题目。

第二种类型是D/A 转换器应用的题目，这种类型的题目数量最大。

第三种类型的题目是D/A 转换器和A/D 转换器中参考电压V REF 稳定度的计算，这种题目虽然数量不大，但是概念性比较强，而且有实用意义。

（一）D/A 转换器输出电压的定量计算【例9 -1】图9 -1是用DAC0830接成的D/A 转换电路。

DAC0830是8位二进制输入的倒T 形电阻网络D/A 转换器，若REF V =5 V ，试写出输出电压2O V 的计算公式，并计算当输人数字量为0、12n - (72)和2n -1(82-1)时的输出电压。

第9章 AD与DA转换器接口

15
9.2 D/A转换器的接口电路设计

DAC0832适合要求多片DAC同时进行转换的系统。
分别输入数据：利用各自DAC0832的 CS与WR1先将各自的数据输入到输入寄存器；同时触发转换：将各片的XFER和WR2 连在一起，同时触发，实现同时转换。

CS
WR1
WR2
微机接口技术
VREF D/A 转换器 A IOUT1 IOUT2 RFB AGND VCC DGND
；初始化8255A MOV DX，303H ；8255A的命令口， MOV AL，10000000B ；8255A的A、B组均为输出 OUT DX，AL ；写方式字；设置B口控制DAC的转换 MOV DX，301H ；8255A的B口地址 MOV AL，00010000B ；DAC0832为直通工作方式 OUT DX，AL
2. D/A转换器的连接特性

输入缓冲能力，表示能否与数据总线直接连接。
输入数据的宽度，即分辨率。输入码制，表示能接受不同码制的数字量输入。输出模拟量的类型，有电流型和电压型。输出模拟量的极性，有正负电压极性。
8
9.1 D/A转换器的接口方法
二、D/A转换器与微处理器的接口方法
8
2
7
2 6 25 2 4 23 2 2 21 2 0 9.96 V 10 V

所以输出电压的范围是0~10V。
（4）当输入数字10010001B时：
V0 10 2
8
2
7
2 4 2 0 5.66V
7

9.1 D/A转换器的接口方法
微机接口技术
；第一个数据取入AL ；第一片0832输入寄存器地址送DX ；将第一个数据输出到第一片0832输入寄存器

数电--AD.DA转换器

因此，每个 2R支路中的电流也逐位减半。
I = I3 + I2 + I1 + I0
= UR D3 + UR D2 + UR D1 + UR D0
2R
4R
8R
16R
=
UR 16R
( 8D3
+
4D2
+
2D1
+ 1D0 )
uo = - URRF ( 8D3 + 4D2 + 2D1 + 1D0 )
16R
拟电流io=Ki×D。其中Ku或Ki为电压或电流转换比例系数，D
为输入二进制数所代表的十进制数。
D/A 功能(续) 4位数据: 0000 1111
0V
分辨率:
5V/15=0.333V
5V
/每1个最低有效位
8位数据: 00000000 11111111
0V 分辨率: 5V/255=0.0196V
5V /每1个最低有效位
采样定理：fs >= 2 fmax
（理论计算）
fs >=（4~5）fmax （实际应用）
采样-保持：将采样后的值保存下来，并在采样脉冲
结束之后到下一个采样脉冲到来之前保持不变，保证
ADC在此期间将样值转换成数字量。其原理与峰值检
测电路相同，电路有LF198等。
量化与编码
一. 取样定理
（1）采样和保持
精度也不易做高
工作速度中等(转换时间几us ~100 us)，精度也较高，成本较低
精度可以做得很高，抗干扰性能很强，速度很慢(转换时间几百 us ~几ms)
中高速数据采集系统、在线自动检测系统、动态测控系统

AD与DA转换简介及其应用

A/D与D/A转换简介及其应用班级：姓名：学号：一、背景随着现代科学技术的迅猛发展,特别是数字系统已广泛应用于各种学科领域及日常生活,微型计算机就是一个典型的数学系统。

但是数字系统只能对输入的数字信号进行处理,其输出信号也是数字信号。

而在工业检测控制和生活中的许多物理量都是连续变化的模拟量,如温度、压力、流量、速度等,这些模拟量可以通过传感器或换能器变成与之对应的电压、电流或频率等电模拟量。

为了实现数字系统对这些电模拟量进行检测、运算和控制,就需要一个模拟量与数字量之间的相互转换的过程。

即常常需要将模拟量转换成数字量,简称为AD 转换,完成这种转换的电路称为模数转换器(Analog to Digital Converter) ,简称ADC;或将数字量转换成模拟量,简称DA转换,完成这种转换的电路称为数模转换器(Digital to Analog Converter) ,简称DAC。

二、ADC和DAC基本原理及特点1、模数转换器(ADC)的基本原理模拟信号转换为数字信号,一般分为四个步骤进行,即取样、保持、量化和编码。

前两个步骤在取样-保持电路中完成,后两步骤则在ADC中完成。

常用的ADC有积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ -Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

其基本原理及特点:1）积分型(如TLC7135) 。

积分型ADC工作原理是将输入电压转换成时间或频率,然后由定时器/计数器获得数字值。

其优点是用简单电路就能获得高分辨率,但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。

初期的单片ADC大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。

双积分是一种常用的AD 转换技术,具有精度高,抗干扰能力强等优点。

但高精度的双积分AD芯片,价格较贵,增加了单片机系统的成本。

2）逐次逼近型(如TLC0831) 。

逐次逼近型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。