电流输出型da转换器ad5545的原理,应用及编程
《AD转换与DA转换》课件
AD转换器的误差及校准
1
非线性误差
由于元器件特性不同引起的误差。
增益误差
2
转换器增益与理论增益之间的偏差。
3
校准
使用标准信号对转换器进行调整和校 准。
DA转换的原理及应用
原理： 应用：
将数字信号转换为模拟信号的过程。 音频设备、通信系统、自动控制系统等领域。
DA转换器的分类
并行型
通过多个DAC芯片并联， 使输出电流或电压同步。
AD转换与DA转换
本PPT课件将介绍AD转换与DA转换的原理、应用、分类、性能指标、误差与 校准以及与比较分析。了解这些知识将使你对AD转换与DA转换有深入的理解。
AD转换的原理及应用
原理： 应用：
将模拟信号转换为数字信号的过程。 音频处理、传感器信号采集、图像处理等领域。
AD转换器的分类
1 逐次逼近型
串行型
使用移位寄存器进行逐位 转换。
增量型
通过逐位变换产生模拟输 出信号。
AD转换和DA转换的比较分析
AD转换器
将连续模拟信号转为离散数字信号。
DA转换器
将离散数字信号转为连续模拟信号。
采用逐次逼近法逼近输入信号。
3 逐次比较型
采用逐次比较法将输入信号逼近。
2 积分型
将输入信号积分后与参考电压比较。
4 并行型
使用多率
表示AD转换器可以识别的电 平数目，通常以位数表示。
采样率
指每秒采集的样本数，常用 单位是赫兹。
信噪比
表示转换器输出信号与噪声 的比值。
DA,AD转换原理及应用
实验十一：D/A 、A/D 转换原理及应用一、实验目的（1）掌握D/A 、A/D 变换的工作原理。
（2）掌握D/A 转换器DAC0832和ADC0809的使用方法。
二、实验仪器与器件试验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。
D/A 转换器DAC0832；A/D 转换器ADC0809。
三、实验原理 1.D/A 转换器D/A 转换器可将输入的数字信号变换为于此数值成正比的模拟电压或电流。
常用的D/A 转换器电路的结构有加权电阻网络D/A 转换器、倒T 型电阻网络D/A 转换器等。
2.A/D 转换器A/D 模数转换器可将模拟信号转换成数字信号。
常见的模数转换器分为直接和间接两大类。
对于直接A/D 转换器，输入模拟电压信号直接被转换成相应的数字信号；而对于间接A/D 转换器，输入模拟信号首先被转换成某种中间变量（如时间、频率等），然后再将这个中间变量转换成输出的数字信号。
A/D 转换的方法有很多，较为流行的有逐次渐进法、直接比较法和积分法三种。
四、实验任务（1）用DAC0832实现D/A 转换。
按图2-11-8连接电路，改变DAC0832输入数据，将测得的输出电压Vout 填入2-11-1中。
（2）表一：数据输入仿真输出实验输出8K7K6K5K4K3K2K1KV out out V0 0 0 0 0 0 0 0 -0-1.0mV 0 0 0 0 0 0 0 1 -19.531mV -20.9mV 01-39.062mV-40.5mV0 0 0 0 0 1 0 0 -78.125mV -79.6mV 0 0 0 0 1 0 0 0 -156.25mV -157.4mV0 0 0 1 0 0 0 0 -312.5mV -313mV 0 0 1 0 0 0 0 0 -625mV -0.624V 0 1 0 0 0 0 0 0 -1.25V -1.248V 1-2.5V-2.494V（2）用ADC0809实现A/D 转换。
5_AD及DA工作原理及应用
R 2R
R 2R
R 2R b1 R b0 + 运算放大器 Rf Vout 模拟量输出
b2
A
二进制数据输入
T型电阻网络D/A转换器
Vout=-Vref· 4· Rf/2 R（b3· 3+b2· 2+b1· 1+b0· 0） 2 2 2 2
D/A转换器的主要技术指标
1. 分辨率 指D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压的比值。
3. 建立时间
建立时间是描述D/A转换速度快慢的一个参数，指从输入 数字量变化到输出达到终值误差±（1/2）LSB（最低有效 位）所需的时间。通常以建立时间来表示转换速度. 转换器的输出形式为电流时，建立时间较短；输出形式为 电压时，由于建立时间还要加上运算放大器的延迟时间，因 此建立时间要长一点。
DAC0832与AT89C51的接口
DAC0832与AT89C51可以有三种连接方式：直通方式、 式、单缓冲方式和双缓冲方式。 ① 直通方式：若 LE1 和 LE2 均为高电平，则DI7～DI0 输入的数据便可直通地到达8位DAC寄存器进行D/A转换。 因此，只要将ILE 接+5V，/CS、/XFER、/WR1和/WR2接 地，DAC0832便工作于直通方式。直通方式常用于不需要
(2) 引脚功能
① DI0～DI7：8位转换数字量输入端。 ② ILE：输入锁存允许端，高电平有效 ③ /CS ：片选信号，低电平有效。 ④ /WR1：输入寄存器写信号，低电平有效 。
⑤ /WR2：DAC寄存器写信号，低电平有效。
⑥ /XFER ：数据传输控制信号，输入低电平有效。 ⑦ IOUT1：电流输出引脚1。与外接运放器反相输入 端相连 当输入数据为全“1”时，输出电流最大，当 输入数据为全 “0”时，输出电流最小。
DA转换器的基本原理及应用 - 世界大学城(“输出”相关文档)共30张
寄存器、一个8位D/A变换器和有关的控制逻辑电路组成。 其中8位D/A变换器是R-2R型电阻网络。这种D/A变换器
在改变基准电压VREF的极性后输出极性也改变。所有输
出均与TTL电平兼容。 DAC0832的引脚分布图如下所示：
DAC0832引脚图
转换时间：指从转换器的输入改变到输出稳定的时
间间隔，一般在几十纳秒～几微秒。
偏移量误差：偏移量误差是指输入数字量为零时，
输出模拟量对零的偏移值。
线性度：线性度（Linearity）线性度是指DAC的实际 转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移差。非线性可
以用百分数或位数表示。
精度：指对应于满刻度的数字量，DAC的实际输出与
这个电压（电流）的大小则正比于相应的二进制的权。
最简单D/A转换器框图
关系式：Vout=B×VR
式中，VR为常量，由参考电压VREF决定；B为数字量， 常为一个二进制数。数字量B的位数通常为8位和12位等，
由D/A转换器芯片型号决定。B为n位时的通式为：
B=bn-1bn-2…b1b0=bn-1×2n-1+bn-2×2n-2+…+b1×21+
寄存器、一个8位D/A变换器和有关的控制逻辑电路组成。 当XFER、WR2同时有效时, LE2=1 Vref 256 DAC0832只需一组供电电源，其值可在+5V~+10V范 在改变基准电压VREF的极性后输出极性也改变。 出控制方面存在着数/模及模数间的转换，A/D转换器和 学习重的：使用DAC时的参数选择及 D/A转 INC A （3）采用直通方式： MM：MOVX @DPTR，A 三、D/A转换器的主要参数 关系式：Vout=B×VR DAC寄存器输出随输入而变化； 在使用时，有三种工作方式： 1、DAC0832的内部结构及引脚特性
ad转换器工作原理
ad转换器工作原理
AD转换器（Analog-to-Digital Converter）是一种电子设备，
用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
其工作原理如下：
1. 采样：AD转换器首先对模拟信号进行采样，即按照一定的
时间间隔对输入信号进行测量。
采样过程中，模拟信号在采样间隔内保持不变，以确保采样点能够准确地表示原始信号的特征。
2. 量化：采样后，AD转换器对每个采样点进行量化，即将连
续的模拟信号转换为离散的数字数值。
量化过程中，AD转换
器将信号幅值划分为一个固定数量的级别，然后将每个采样点映射到最接近的量化级别上。
3. 编码：量化后，AD转换器对量化结果进行编码，将其表示
为二进制形式。
常见的编码方式有二进制补码、二进制反码等，以确保数字信号能够准确地表示量化后的模拟信号。
4. 输出：最后，AD转换器将编码后的数字信号输出。
一般情
况下，AD转换器的数字输出是通过并行或串行接口传输给数
字电路或计算机系统，用于进一步处理、存储或显示。
总的来说，AD转换器通过采样、量化、编码等步骤将连续的
模拟信号转换为离散的数字信号，使得模拟信号能够被数字系统处理和分析。
它在许多电子设备中广泛应用，如通信系统、音频处理、传感器接口等。
第三讲：AD转换器(ADC)、实验及应用
第三讲：A/D 转换器(ADC)、实验及应用电工电子实验教学中心 艾庆生一、A/D转换器的基本工作原理A/D 转换是将模拟信号转换为数字信号，转换过程通过取样、保持、量化和编码四个步骤完成。
1. 取样和保持取样（也称采样）是将时间上连续变化的信号转换为时间上离散的信号，即将时间上连续变化的模拟量转换为一系列等间隔的脉冲，脉冲的幅度取决于输入模拟量。
其过程如图 3－1 所示。
图中Ui (t )为输入模拟信号，S (t )为采样脉冲， 为取样后的输出信号。
图 3－1 取样过程在取样脉冲作用期τ内，取样开关接通，使 ，在其它时间（T S-τ）内，输出=0。
因此，每经过一个取样周期， 对输入信号取样一次，在输出端便得到输入信号的一个取样值。
为了不失真地恢复原来的输入信号，根据取样定理，一个频率有限的模拟信号，其取样频率f S 必须大于等于输入模拟信号包含的最高频率f max 的两倍，即取样频率必须满足：模拟信号经采样后，得到一系列样值脉冲。
采样脉冲宽度τ一般是很短暂的，在下一个采样脉冲到来之前，应暂时保持所取得的样值脉冲幅度，以便进行转换。
因此，在取样电路之后须加保持电路。
图3－2（a ）是一种常见的取样保持电路， 场效应管V 为采样门，电容C 为保持电容，运算放大器为跟随器，起缓冲隔离作用。
在取样脉冲S(t )到来的时间τ内，场效应管V 导通，输入模拟量U i(t )向电容充电；假定充电时间常数远小于τ，那么C 上的充电电压能及时跟上U i(t )的采样值。
采样结束，V 迅速截止，电容C 上的充电电压就保持了前一取样时间τ的输入U i(t )的值，一直保持到下一个取样脉冲到来为止。
当下一个取样脉max 2f f s ≥)('tU o )()('t U t U i o =冲到来，电容C 上的电压 再按输入U i(t )变化。
在输入一连串取样脉冲序列后，取样保持电路的缓冲放大器输出电压U o （t ）便得到如图3－2（b ）所示的波形。
ad转换器的工作原理
ad转换器的工作原理AD转换器是一种电子器件，它的主要作用是将模拟信号转换为数字信号，以便于数字信号的处理、传输和存储。
在现代电子技术中，AD转换器被广泛应用于计算机、通信、测量、控制、音频等领域。
本文将围绕AD转换器的工作原理展开讲述。
1.模拟信号输入AD转换器的第一步是模拟信号输入。
模拟信号可以是任何实物量的变化，例如声音、温度、光强等等。
模拟信号需要以电信号形式输入AD转换器，在输入之前需要进行信号调理和放大，以便于提高信号的精度和减小噪声干扰。
通常来说，模拟信号输入方式应当符合AD转换器的输入特性，包括输入电平范围、输入阻抗等等。
2.采样和保持AD转换器的第二步是采样和保持。
采样的目的是在一定的时间内对模拟信号进行离散化处理，以获取样本点。
采样时需要注意采样频率和采样时间，以避免误差和失真。
保持的目的是在采样后将样本点固定在电容上，以进行后续的转换处理。
保持时需要注意保持时间和保持电容的选择，以避免失真和噪声干扰。
3.量化AD转换器的第三步是量化。
量化的目的是将连续的模拟信号离散化成数字信号，以便于后续的处理和传输。
量化时需要选择合适的分辨率和量化位数，以保证数字信号的精度和准确性。
分辨率是指模拟信号的最小变化量，量化位数是指数字信号的位数，例如8位、10位、12位等等。
4.编码AD转换器的第四步是编码。
编码的目的是将量化后的数字信号转换为二进制码，以便于数字信号的处理和传输。
编码方式有多种，常用的编码方式有二进制编码、格雷编码、二进制互补编码等等。
编码时需要注意编码方式的选择和编码误差的影响。
5.数据输出AD转换器的最后一步是数据输出。
数据输出时需要将数字信号输出到数字电路或外部系统中，以进行后续处理和传输。
输出时需要注意输出电平和输出范围等参数，以保证数字信号的正常传输和处理。
综上所述，AD转换器的工作原理包括模拟信号输入、采样和保持、量化、编码以及数据输出等五个步骤。
AD转换器在现代电子技术中具有广泛的应用价值，是数字电路和外部系统互联互通的重要纽带。
AD转换器的基本概念及基本结构DA转换器的工作原理及其
实用文档
18
第10章
模拟量输入/输出接口技术
1. ADC0809的结构及工作原理 ADC0809采用单一的十5V电源供电，外接工作时
钟为500kHz时，转换时间大约为128ms，工作时钟 为640kHz时，转换时间大约为100ms。
ADC0809的逻辑结构如图10-10所示，其内部由 256R电阻分压器、 树状模拟开关、电压比较器、逐 次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。其基本 工作原理是采用对分搜索方法逐次比较，找出最逼 近于输入模拟量的数字量。
20
第10章
模拟量输入/输出接口技术
2. ADC0809主要技术指标
➢分辨率为8位； ➢非调整误差为±1 LSB； ➢增益温度系数为0.02％； ➢低功耗电量，为20mW； ➢单电源+5 V供电； ➢转换速度1μs，转换时间100μs（时钟频率640 Hz）； ➢具有锁存控制功能的8路模拟开关，能对8路模拟电压信 号进行转换；
实用文档
13
第10章
模拟量输入/输出接口技术
10.2 典型A/D转换器芯片
10.2.1 A/D转换器工作原理和主要参数 1. A/D转换器的分类及工作原理
按照输入模拟量的极性分类，A/D转换器可以分为单 极型和双极型两种；按照输出数字量分类，可以有并行 方式、串行方式及串/并行方式；按照A/D转换器的转换原 理分类，可以分为积分型、逐次逼近型和并行转换型。
实用文档
24
第10章
模拟量输入/输出接口技术
主要设计工作如下： （1）根据要求画出实现该系统功能的电路原理图，如图 10-14所示。 （2）设计中断控制位控制ADC0809的EOC中断申请，CPU 写入中断口9FH的数据为0时，不允许EOC申请中断，写数 据80H时允许EOC申请中断。
5DA及AD转换
权电阻网络D/A转换器
输出的模拟量V0为：
d d d 0 3 1 2 d V ( ) R V 0 f R 8 R4 R2 RR
权电阻 DAC简单直观，但当转换位数较多时，阻值范 围很大，如转换位数为 12 位时，阻值范围将达到 1 ： 4096。如此大的阻值范围在电路制作工艺上是很难实 现的。 在实际应用中，用得更多的是T型电阻网络DAC。
DAC0832的引脚功能
DAC0832芯片为20脚双列直插式封装，其引脚功能如 下： ILE：输入锁存允许信号。 -CS：输入寄存器选择信号。 -WR1：写信号1，输入寄存器写选通信号。 说明：输入寄存器的锁存信号 LE1 由 ILE 、 -CS 、 -WR1 的 逻辑组合产生。当ILE为高电平，-CS和-WR1-同时为低电 平时，LE1为高电平，输入寄存器的输出随输入变化；当WR1变成高电平时，LE1变为低电平，输入数据被锁存在 输入寄存器中。
2019/2/24
10
D/A转换电路
D/A转换电路形式较多，在集成电路中，一般 采用电阻解码网络。
D/A转换器一般由电阻解码网络、模拟电子开关、 基准电压、运算放大器等组成。常用的DAC有权 电阻解码网络DAC、T型电阻解码网络DAC、开 关树型DAC、双极性DAC等。
2019/2/24 11
权电阻解码网络DAC
首先检测被控对象的各种物理量，如果为非电 量需要用传感器将它转换成电量信号，由传感器 输出的信号通常是模拟信号，因而需要使用A/D 转换器把它转换成数字信号，输入到计算机中进 行计算处理。输出控制信号（数字量），经D/A 转换器变成模拟信号后，传送到执行机构，实现 对生产过程或被控对象的控制。由此可见， A/D、 D/A转换器在实际应用系统中起着至关重要的作 用，它是计算机与模拟信号接口的关键部件。 事实上，在许多其它系统中，如通信、图像处 理， A/D、D/A转换器也有着同样的地位和作用。
ADL5565差分放大器与AD9467 ADC接口电路设计说明书
为窄带、高中频、16位、250 MSPS 接收机前端设计带通滤波器的谐振匹配方法评估和设计支持设计和整合文件原理图、布局文件、物料清单电路功能与优势图1所示的电路是一款16位、250 MSPS 、窄带、高中频接收机前端，其中在ADL5565差分放大器与AD9467 ADC 之间提供最佳接口。
AD9467是一款缓冲输入16位、200 MSPS 或250 MSPS ADC ，具有约75.5 dBFS 的SNR 性能和介于95 dBFS 与98 dBFS 之间的SFDR 性能。
由于具有高输入带宽、低失真和高输出线性度，ADL5565差分放大器适合驱动中频采样ADC 。
本电路笔记介绍了如何设计接口电路和抗混叠滤波器才能在保持高性能的同时确保最低信号损耗的系统化过程。
使用谐振匹配方法来设计最平坦的巴特沃兹四阶带通滤波器，中心频率为200 MHz 。
电路描述使用差分放大器来驱动高速ADC 的优势包括信号增益、隔离和ADC 与源阻抗匹配。
ADL5565允许6 dB 、12 dB 或 15.5 dB 的引脚绑定增益调整。
或者，通过对输入应用两个外部电阻，可在0 dB 至15.5 dB 范围内实现更精细的增益步进。
此外，ADL5565具有高输出线性度、低失真、低噪声和宽输入带宽。
3 dB 带宽为6 GHz ，0.1 dB 平坦度为1 GHz 。
ADL5565能实现大于50 dB 的输出三阶交调截点(OIP3)。
10560-001图1. 使用ADL5565差分放大器和AD9467 ADC 完成窄带高中频应用的谐振滤波器设计电路笔记Rev.0Circuits from the Lab™ circuits from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab environment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or punitive damages due to any cause whatsoever connected to the use of any Circuits from the Lab circuits. (Continued on last page)One Technology Way, P .O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 /zh Fax: 781.461.3113 ©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved.为实现ADL5565和AD9467必须提供的最佳性能水平，必须严格遵循各数据手册中指定的设计原则。
DA与AD转换原理详解
1. 概述： • 计算机应用中，有时需处理的信息不是 数字量，而是一些随时间连续变化的模 拟量，甚至是一些非电量，如温度、压 力、速度等。 • 模拟量的存储处理困难。
DA与AD转换
1. 概述： • 首先将非电的模拟信号变成与之对应的 模拟电信号，这要通过各种传感器来完 成。 • 计算机可处理的信息均是数字量（电脉 冲信号）1和0，必须把要处理的模拟电 量转换成数字化的电信号，这需要模拟 (Analog)与数字(Digital)转换电路。
DA与AD转换
2. 数字到模拟转换： • 8位D/A转换器DAC0830系列器件 国家半导体公司（NS)产品，0830、 0831、0832。 R-2R梯形电阻网络D/A转换器，双缓冲 结构。 单电源、低功耗、电流建立时间1uS。 与微计算机接口方便。
2. 数字到模拟转换：
If
Vi
Ri I
Ii
V和
+ -K
Vo
-
DA与AD转换
2. 数字到模拟转换： • 下图为梯形R-2R电阻网络D/A转换器
R-2R 电阻梯形网络用于D/A转换器
20 21 ……... 25 26 27
R
I ……... ……...
K0
IF
OA +
K5 K6 K7
V0
K1
2R 2R VH
2R R
< = R ……...
3.
模拟到数字转换
• 逐次逼近法A/D 转换原理
模拟输入
V+ V-
+ Comp.
Vout
-
DAC
数字输出
SAR
置数选择逻辑
Hale Waihona Puke CLK3.模拟到数字转换
微型计算机原理及应用第12章AD及DA转换综述
第3种方法是使输入寄存器和DAC寄存器同时处于受控 的锁存器状态。 10
2.1 8位数模转换器DAC0832
11
2.1 8位数模转换器DAC0832
单缓冲方式连接如下图所示，将数据区BUFF中的数据转换为模 拟电压输出的程序如下。
12
2.1 8位数模转换器DAC0832
stack stack data BUF COUNT data code start segment stack stack dw 32 dup(0) ends segment DB 23，45，67，…… EQU $-BUF ends segment proc far …… MOV BX，OFFSET BUF MOV CX，COUNT MOV DX，380H MOV AL，[BX] OUT DX，AL INC BX LOOP AGAIN …… end start
17
2.1 8位数模转换器DAC0832 例2 用DAC0832控制绘图仪 X-Y绘图仪由X、Y两个方向的电机驱动，其中一个电
机控制绘图笔沿X方向运动,另一个电机控制绘图笔沿Y方 向运动，从而绘出图形。因此对X-Y绘图仪的控制有两点 基本要求：一是需要两路D/A转换器分别给X通道和Y通道 提供模拟信号，二是两路模拟量要同步输出。
35
3 模数转换器ADC及其与微型计算机的接口
各种型号的ADC芯片都具有如下的信号线：数据输出线 D0～D7(8位ADC)，启动A/D转换信号SC与转换结束信号EOC。 首先计算机启动A/D转换；转换结束后，ADC送出EOC信 号通知计算机；计算机用输入指令从ADC的数据输出线D0～D7 读取转换数据。 ADC与微型计算机的接口就是要正确处理上述3种信号 与微型计算机的连接问题。 ADC 的数据输出端的连接要视其内部是锁存器还是三态 输出锁存缓冲器。若是三态输出锁存缓冲器，则可直接与微 型计算机的数据总线相连；若是锁存器，则应将其数据输出 端通过三态缓冲器与数据总线相连。
AD DA转换电路
n位的权电阻D/A转换器，其输出电压为：
uo U REF Dn n 2
上式表明，输出的模拟电压与输入的数字量大小成正 比。当输入数字量全为0时，输出电压为0V；当输入数字 量全为1时，输出电压为 U REF (2n 1) / 2n
上述电路结构简单，缺点是构成权电阻的阻值范围较宽， 品种较多。为保证D/A转换的精度，要求电阻的阻值很精确， 但要保证范围很宽的电阻均具有很高的精度，这给集成电路 的生产带来了困难。因此，集成电路中较少采用这种DAC 电路。
LSB D0 D1 D2
MSB D3
R
+
S0 2R 2R S1 2R I/16 R I/8 R S2 2R I/4 R S3 2R I/2 I UREF
uO
u o R( I 3 D3 I 2 D2 I1 D1 I 0 D0 )
n位的权电阻D/A转 RU REF 1 1 1 1 ( D3 D2 D1 D0 ) 换器，其输出电压为： R 2 4 8 16 与权电阻网络结论相同。
数字逻辑电路电子教案 西北大学信息学院
A/D转换器
A/D转换器的转换原理 ADC电路是将输入在时间上连续的模拟信号转换为输出 的离散数字信号，所以先要选定一系列时间点上的模拟信号 即采（取）样，然后再把这些取样值转换成数字量。A/D转 换电路一般要经过四部分电路的处理，取样保持、量化编码 后，即可将模拟信号变换为数字信号。 取样电路在输入的模拟信号上按取样时间（也称取样频 率）选取一系列的瞬态模拟信号值。为了不丢失原模拟信号 中的信息，取样时要遵守取样定理。即取样频率大于等于原 模拟信号最高频率的2倍。 之后，取样后的样本值应保持一 段时间，以便后级量化编码电路转换为数字信号。
第 8 章 DA、AD转换器的应用
第 8 章 D/A、A/D转换器的应用通过前面章节的了解可知，单片机是个强大的数字系统，所处理得数据都是0和1。
但在实时控制和智能仪表等单片机应用系统中，实际的被控、被测对象往往是一些连续变化的模拟量，如温度、速度、压力等物理量。
此时A/D、D/A转换器就发挥了极为重要的作用，它们在模拟世界与数字世界之间架起了一座桥梁。
A/D转换器是一种能把模拟量转换成数字量的集成电路芯片；而D/A转换器则相反，它是一种能把数字量转换成模拟量的集成电路芯片。
说明一点，我们将要介绍的A/D转换器是不能直接转化如温度、速度、压力等非电量的模拟量，而只能转换模拟电压信号。
所以非电量的模拟量一般需要通过各种传感器将其转换成模拟电压信号后再送A/D转换器处理。
传感器部分的内容将在后面的章节中叙述。
D/A转换器也只能将数字量转换成模拟电压或电流等电量的模拟量。
8.1 D/A转换器由于D/A转换器比较简单，所以我们先介绍D/A转换器。
8.1.1 概述我们知道一个数字量是由二进制数字代码0和1按位组合而成，每一位都有不同的权值，数字代码与对应位的权值相乘后，再把全部数值相加，就是该数字量。
而D/A转换器工作过程就是把数字量的每一位按其权值的大小转换为相应的模拟电压或电流分量，然后再经运算放大器把各模拟分量相加，其和就是D/A转换的结果，即一个模拟电压或电流信号。
这个信号是与该数字量所代表的值成正比的。
D/A转换器按数字量输入形式可分并行输入和串行输入。
并行输入指单片机通过数据总线一次性把待转换的数据送给D/A转换器；而串行输入是指单片机通过一根线通常是串行口上的数据线一位一位地将数据送到D/A转换器中，这种方式的接口电路设计比较简单。
按模拟信号输出形式分电压输出型和电流输出型。
按转换的分辨率分8位、10位、12位、16位等。
分辨率指输入给D/A转换器的单位数字量变化引起的模拟量输出的变化，是输出对输入量变化敏感程度的描述。
通常定义为输出满刻度值与二的N次方之比（N为二进制位数）。
AD、DA转换原理 数模、模数转换
2010-10-13
10
由于从UREF向网络看进去的等效电阻是R，因 此从UREF流出的电流为：
U REF I= R
2010-10-13
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故 ：
UREF 3 2 1 0 I ∑ = 4 (D32 + D22 + D12 + D02 ) 2 R
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因此输出电压可表示为 ：
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图7-4 AD7520外引脚图
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AD7520的主要性能参数如下： 分辨率：10位 线性误差：±(1/2)LSB（LSB表示输入数字量最低 ± （ 位），若用输出电压满刻度范围FSR的百分数表示则 为0.05%FSR。 转换速度：500ns 温度系数：0.001%/℃ ℃
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运算放大器的输出电压为
n 1
n 1
U = Rf I =
RfUR 2
n 1
∑D 2 R
i =0 i n 1 i =0
n 1
i
若Rf=1/2R，代入上式后则得 ，
UR i U = n 1 ∑ Di 2 = n 2 R i =0 2
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RfUR
n 1
∑D 2
i
i
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当D=Dn-1…D0=0时 时 U=0 当D=Dn-1…D0=11…1时， 最大输出电压 时
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对于n位的倒T形电阻网络DAC，则 ：
由此可见，输出模拟电压uO与输入数字量D成 正比，实现了数模转换。
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电路特点： （1）解码网络仅有R和2R两种规格的电阻， 这对于集成工艺是相当有利的； （2）这种倒T形电阻网络各支路的电流是直 接加到运算放大器的输入端，它们之间不存在传 输上的时间差，故该电路具有较高的工作速度。 因此，这种形式的DAC目前被广泛的采用。
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。