数字电子技术EWB仿真实验__数模和模数转换电路
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实验九 数模与模数转换电路 EWB仿真实验
一、实验目的
1）熟悉D/A转换与A/D转换的基本概念及其转换关系。 2）了解D/A转换与A/D转换集成器件的使用方法及功能。
二、实验说明
D/A转换电路是将输入的数字量转换成模拟量的一种电路 组成，其输出的模拟电压Uo或模拟电流Io与输入的数字量成比 例，成比例关系式。
数显示
Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 A2 A1 A0
00000000 0 0
0
00000010 0 1
1
00000110 1 0
2
00001110 1 1
3
00011111 0 0
4
00111111 0 1
5
01111111 1 0
6
11111111 1 1
7
从数字器件库中选出74194，按图4.所示在实验电路工作区搭 建实验电路。打开仿真开关，进行仿真实验。
1111、1110、1101，分别设置模拟开关Si的状态，进行 仿真实验。
把所测数据记入表中，分析、验证R－2R 倒T形D/A转换器的工作原理。
输入信号 D3 D2 D1 D0
1111 1110 1101
工作状态ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I3
I2
I1
I0
I∑
输出电压 U0（V）
Kv＝
2）集成数模转换器（DAC）
打开混合集成器件库，取出电压输出型DAC元件 。
选中8线－3线优先编码器74148，单击“帮助（？）” 按钮，弹出的74148逻辑功能真值表如图所示 。
打开仿真开关，进行仿真实验。注意观测在GS＝ 0，电路取样编码工作期间，随着输入模拟量Ui的增 减变化，输出数字量对应的增减变化。分析、验证3 位并联比较型A/D转换器功能。
4）集成模数转换器（ADC）
数码显示器显示为66。
设置VREF＝10V、VIN＝6V，打开仿真开关， 进行仿真测试，两位十六进制数码显示器显示为99。
观测仿真实验显示，分析、验证ADC转换
器功能，并与计算出来的理论值进行比较。
， 打开混合集成器件库，取出模数转换器（ADC），如图所示。 在实验电路工作区搭建实验电路。图中，输入模拟电压的大小， 由设置电压源VIN的大小决定；SOC和OE直接接＋5V工作电源， 使ADC能够连续取样和输出；输出二进制数码以两位十六进制数 码显示。
设置VIN＝2V，打开仿真开关，进行仿真实验，两位十六进制
电压比较器输出与编码器输出对应关系表
输入模拟信号
(0 ~ 115)VREF
13
( 15
~
15)VR
E
F
(3 15
~
155)VR
E
F
(5 15
~
175)VR
E
F
(7 15
~
195)VR
E
F
(9 15
~
1151)VR
E
F
(11 15
~
1153)VR
E
F
13
( 15
~
1)VREF
电压比较器输出状态
编码器 数字量输出 十进制
在实验电路工作区搭建实验电路。取VREF＝12V，输入的二进 制数字量为11011011。打开仿真开关，进行仿真实验，观测测试数 据，分析、验证集成DAC元件的转换功能。
集成数模转换器（DAC）实验电路
在实验工作区用一个十进制加法计数器74160和一个电压输出 型D/A转换器构成一个D/A转换功能测试电路
A/D转换电路是把连续变化的模拟信号转换成相应的数字 信号的一种电路组成。A/D转换电路通常由取样、保持、量化 和编码四个部分组成。
常用的A/D转换器有并联比较型A/D转换器、逐次比较型 A/D转换器和双积分型A/D转换器等多种类型。
三、实验步骤
1） 4位R－2R倒T形D/A转换器 在实验工作区搭建实验电路。对应三组4位二进制数，
目前常见的D/A转换器中，有权电阻网络D/A转换器，倒T 形电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器、权电容网络D/A 转换器和开关树型D/A转换器等多种类型。
R－2R倒T形D/A转换器是集成D/A转换器电路中应用最为 广泛的一种。
常用的集成D/A转换器一般都是由倒T形电阻网络、模拟开 关和数据寄存器组成。
打开仿真开关，进行仿真实验。 当时钟频率为2Hz时，DAC输出电压波形如图所示
当时钟频率为20Hz时，DAC输出电压波形如图所示
对照DAC输出的阶梯形电压波形，分析、 验证DAC的数模转换功能。
3）3位并联比较型A/D转换器
由分压电阻、集成运放电压比较器8线－3线优先编码器、门
。 电路和译码显示电路构成的3位并联比较型A/D转换器如图所示
一、实验目的
1）熟悉D/A转换与A/D转换的基本概念及其转换关系。 2）了解D/A转换与A/D转换集成器件的使用方法及功能。
二、实验说明
D/A转换电路是将输入的数字量转换成模拟量的一种电路 组成，其输出的模拟电压Uo或模拟电流Io与输入的数字量成比 例，成比例关系式。
数显示
Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 A2 A1 A0
00000000 0 0
0
00000010 0 1
1
00000110 1 0
2
00001110 1 1
3
00011111 0 0
4
00111111 0 1
5
01111111 1 0
6
11111111 1 1
7
从数字器件库中选出74194，按图4.所示在实验电路工作区搭 建实验电路。打开仿真开关，进行仿真实验。
1111、1110、1101，分别设置模拟开关Si的状态，进行 仿真实验。
把所测数据记入表中，分析、验证R－2R 倒T形D/A转换器的工作原理。
输入信号 D3 D2 D1 D0
1111 1110 1101
工作状态ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I3
I2
I1
I0
I∑
输出电压 U0（V）
Kv＝
2）集成数模转换器（DAC）
打开混合集成器件库，取出电压输出型DAC元件 。
选中8线－3线优先编码器74148，单击“帮助（？）” 按钮，弹出的74148逻辑功能真值表如图所示 。
打开仿真开关，进行仿真实验。注意观测在GS＝ 0，电路取样编码工作期间，随着输入模拟量Ui的增 减变化，输出数字量对应的增减变化。分析、验证3 位并联比较型A/D转换器功能。
4）集成模数转换器（ADC）
数码显示器显示为66。
设置VREF＝10V、VIN＝6V，打开仿真开关， 进行仿真测试，两位十六进制数码显示器显示为99。
观测仿真实验显示，分析、验证ADC转换
器功能，并与计算出来的理论值进行比较。
， 打开混合集成器件库，取出模数转换器（ADC），如图所示。 在实验电路工作区搭建实验电路。图中，输入模拟电压的大小， 由设置电压源VIN的大小决定；SOC和OE直接接＋5V工作电源， 使ADC能够连续取样和输出；输出二进制数码以两位十六进制数 码显示。
设置VIN＝2V，打开仿真开关，进行仿真实验，两位十六进制
电压比较器输出与编码器输出对应关系表
输入模拟信号
(0 ~ 115)VREF
13
( 15
~
15)VR
E
F
(3 15
~
155)VR
E
F
(5 15
~
175)VR
E
F
(7 15
~
195)VR
E
F
(9 15
~
1151)VR
E
F
(11 15
~
1153)VR
E
F
13
( 15
~
1)VREF
电压比较器输出状态
编码器 数字量输出 十进制
在实验电路工作区搭建实验电路。取VREF＝12V，输入的二进 制数字量为11011011。打开仿真开关，进行仿真实验，观测测试数 据，分析、验证集成DAC元件的转换功能。
集成数模转换器（DAC）实验电路
在实验工作区用一个十进制加法计数器74160和一个电压输出 型D/A转换器构成一个D/A转换功能测试电路
A/D转换电路是把连续变化的模拟信号转换成相应的数字 信号的一种电路组成。A/D转换电路通常由取样、保持、量化 和编码四个部分组成。
常用的A/D转换器有并联比较型A/D转换器、逐次比较型 A/D转换器和双积分型A/D转换器等多种类型。
三、实验步骤
1） 4位R－2R倒T形D/A转换器 在实验工作区搭建实验电路。对应三组4位二进制数，
目前常见的D/A转换器中，有权电阻网络D/A转换器，倒T 形电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器、权电容网络D/A 转换器和开关树型D/A转换器等多种类型。
R－2R倒T形D/A转换器是集成D/A转换器电路中应用最为 广泛的一种。
常用的集成D/A转换器一般都是由倒T形电阻网络、模拟开 关和数据寄存器组成。
打开仿真开关，进行仿真实验。 当时钟频率为2Hz时，DAC输出电压波形如图所示
当时钟频率为20Hz时，DAC输出电压波形如图所示
对照DAC输出的阶梯形电压波形，分析、 验证DAC的数模转换功能。
3）3位并联比较型A/D转换器
由分压电阻、集成运放电压比较器8线－3线优先编码器、门
。 电路和译码显示电路构成的3位并联比较型A/D转换器如图所示