数模转换器(DAC)原理研究
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理
数模转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)是一种将数字信号转换成模拟信号的电子设备。
它将离散的数字信号转换为连续的模拟信号,通常用于将数字信号转换为模拟信号后驱动各种模拟设备,如扬声器、电机等。
数模转换器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:
1. 采样:数字信号是由一系列离散的采样值组成的。
数模转换器首先接收到这些采样值作为输入。
通常情况下,采样值是经过模数转换器(ADC)转换而来的。
2. 量化:数模转换器将接收到的每个采样值进行量化。
量化是将连续的采样值映射到离散的数值表示。
通常情况下,量化会使用固定的位数,将采样值映射到对应的二进制数值。
3. 数字数据处理:量化后的数字数据进一步进行处理,如增益调整、数字滤波等。
这些处理步骤可以根据具体应用需求来设计。
4. 数模转换:经过上述处理后的数字数据被送入数模转换器电路中。
数模转换器电路根据数字数据的大小,控制对应的模拟电压或电流输出。
数模转换器电路通常由电阻网络、模拟开关等组成,可以通过开关打开或关闭不同的电路路径,来控制输出的模拟电压或电流值。
5. 输出滤波:数模转换器输出的模拟信号经过滤波电路进行平
滑处理,根据需要去除高频噪声或者其他不需要的频谱成分,从而得到最终的模拟信号。
总的来说,数模转换器通过将离散的数字信号转换为连续的模拟信号,实现了数字与模拟信号之间的转换。
它在各种电子设备中起到了至关重要的作用,如音频设备、通信设备、控制系统等。
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
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理:
数模转换器(DAC)是一种用于将数字信号转换成模拟信号的电子器件。
它通常由一个或多个数据寄存器、一个把数据寄存器中的数字信号转换成模拟信号的量化器、一个滤波器和一个出口放大器组成。
数模转换器的工作原理是:首先,从数据寄存器中读取数字信号,然后将这些数字信号输入到量化器中。
量化器根据输入的数字信号,利用反馈控制原理,将数字信号转换成相应模拟信号。
转换后的模拟信号,经过滤波器稳定,再经过出口放大器进行放大,最后得到所要求的模拟信号。
数模转换器的量化器是整个系统的核心部分,它是一种实现数字信号转换成模拟信号的硬件装置。
量化器的工作原理如下:首先,将输入的数字信号以一定的步长分割成几个区间,每个区间分别对应一个不同的模拟信号。
然后,将数字信号与量化器的比较电路中的参考电压进行比较,以确定数字信号所在的区间,并将相应的模拟信号输出。
最后,根据反馈控制原理,量化器会根据上一个输出模拟信号来调整参考电压,使输出模拟信号尽可能接近输入的数字信号。
量化器的输出模拟信号经过滤波器,滤波器的功能是消除量化器输出模拟信号中的噪声,使模拟信号稳定可靠。
滤波器的原理是:当输入模拟信号的频率超过滤波器的截止频率时,滤波器会把高频分量滤除,达到抑制噪声的目的。
最后,滤波后的模拟信号被输入到出口放大器中,出口放大器的功能是把低幅度的模拟信号放大到需要的等级,以便满足后续接收机的要求。
总之,数模转换器的工作原理是:读取数字信号 -> 进行量化 -> 滤波 -> 放大 -> 得到模拟信号。
它可以满足各种特定的需求,是一种高效、可靠的电子器件。
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理
数模转换器(DAC)是一种将数字信号转换为模拟信号的重要器件,广泛应用于各种数字通信系统、音频设备、仪器仪表等领域。
其工作原理主要包括数字信号输入、数字量化、模拟输出等几个方面。
首先,当数字信号输入到数模转换器中时,它会经过一个数字量化的过程。
这个过程中,输入的数字信号会被分割成若干个离散的量化级别,然后转换成对应的模拟电压或电流输出。
在这个过程中,数模转换器的分辨率和采样频率是至关重要的参数,它们直接影响着转换后的模拟信号的精度和准确度。
其次,经过数字量化后的信号会经过一定的处理和滤波,以保证输出的模拟信号质量。
这个过程包括去除高频噪声、平滑输出波形等操作,以确保输出的模拟信号能够准确地表达原始的数字信号。
在这个过程中,数模转换器的线性度、失真度等参数会对输出信号的质量产生重要影响。
最后,经过处理和滤波后的信号将被输出为模拟电压或电流信号。
这个输出信号可以直接接入到模拟电路中,如功放、滤波器等,从而实现数字信号到模拟信号的转换。
在这个过程中,数模转换器的输出阻抗、输出范围等参数会对接收端的电路设计产生一定的影响。
总的来说,数模转换器的工作原理主要包括数字信号输入、数字量化、模拟输出等几个关键步骤。
在实际应用中,设计人员需要根据具体的应用场景和要求,选择合适的数模转换器,并合理设计其外围电路,以确保转换效果的准确和稳定。
同时,随着科技的不断发展,数模转换器的性能和技术也在不断提升,为各种应用提供了更加可靠和高质量的数字到模拟信号转换解决方案。
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原理电分论文-交大最传统最经典无需改动版
电路分析研究性课题报告--数字-模拟转换器(DAC)原理研究摘要:将数字信号转换为模拟信号的过程称为数模转换 (Digital to Analog),或称D/A转换.能够完成这种转换的电路称为数模转换器( Digital Analog Converter),简称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D/A转换器的基本指导思想。
D/A转换器由数码寄存器、模拟电子开关电路、解码网络、求和电路及基准电压几部分组成。
数字量以串行或并行方式输入、存储于数码寄存器中,数字寄存器输出的各位数码,分别控制对应位的模拟电子开关,使数码为1的位在位权网络上产生与其权值成正比的电流值,再由求和电路将各种权值相加,即得到数字量对应的模拟量。
关键词:数字-模拟转换器原理研究引言:此次主要研究题目如下:下图可作为研究DA转换电路的模型,其中开关20,21,22分别与三位二进制数相对应。
当二进制数为“1”时开关接入相应电压V s,为“0”时开关接地。
设V s=12V。
1.设三位数字信号为D2 D1 D0, 用叠加定理和戴维南定理推导V0与Vs 、D2 D1 D0的关系式2.列出从000到111所有数字信号对应的模拟电压。
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EWB软件仿真你的设计方案。
正文:当只有D0接,v0=1/12vs ;D1 , v0=1/6vs;D2 , v0=1/3vs;所以V o=1/12(4*D2+2*D1+1*D0)*Vs;所以通过计算可得:通过EWB仿真后,所得结果与列表中相同每隔1us可以给出一个数字信号由于周期是16us,信号是由0V到7V变化8个单位,则一个信号输出2us用ewb设计上图,可得:三角波:方波:研究结论:V o=k (2*2*D2+2*D1+1*D0)*Vs得出此表格:以及模拟出方波与三角波遗留问题:在设计一个数字控制增益的电压放大器当中,在ewb上遇到了一些技术问题。
数模转换器的原理及应用
数模转换器的原理及应用数模转换器(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。
在数字电子系统中,由于信息的数字化处理,需要将数字信号转换为模拟信号才能实现与外部环境的交互。
本文将从数模转换器的工作原理和应用两个方面进行阐述。
一、数模转换器的工作原理数模转换器的工作原理基于二进制数的电位权重加权。
简单来说,它将二进制数字输入转换为相应的电压输出。
市场上常见的数模转换器主要有两种类型:并行式和串行式。
1. 并行式数模转换器并行式数模转换器的工作原理是将各个二进制位的电平转换为相应的电压输出。
例如,一个8位的并行式数模转换器能够将8个二进制位的输入转换为对应的8个电压输出。
每一位的输入可以是0V(低电平)或5V(高电平),对应的输出电压也相应变化。
通过控制输入的二进制码,可以实现从0到255之间的电压输出。
并行式数模转换器的转换速度较快,适用于对速度要求较高的应用。
2. 串行式数模转换器串行式数模转换器的工作原理是将二进制位逐位地进行转换。
从高位开始,每个二进制位经过一定的时间间隔逐步进行转换,最终输出模拟信号。
与并行式数模转换器相比,串行式数模转换器的转换速度较慢,但由于只需要一个数据线来传输数据,所需引脚数量较少,适用于资源受限的系统设计。
二、数模转换器的应用数模转换器广泛应用于各种领域,包括通信、音频、视频、测量仪器等。
以下是一些常见的应用示例:1. 通信领域在通信领域,数模转换器用于将数字信号转换为相应的模拟信号进行传输。
例如,在数字手机中,声音信号首先被转换为数字信号,并通过数模转换器转换为模拟信号输出到扬声器,实现声音的播放。
2. 音频应用数模转换器在音频领域中扮演着重要的角色。
例如,在CD播放器中,数模转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号,使其能够通过耳机或音箱播放出来。
同时,在音频编辑和处理中,数模转换器也可以将数字音频信号转换为模拟信号,以便进行混音、均衡等操作。
dac电路原理
dac电路原理DAC(数字模拟转换器)电路是将数字信号转换为模拟信号的设备。
它的原理基于数模转换技术,通过将数字信号的离散值映射到连续的模拟信号上来实现转换。
DAC电路通常由数字输入、运算电路和模拟输出组成。
数字输入是以二进制形式表示的数字信号,通常是通过计算机或数字系统生成。
运算电路负责对数字输入进行处理,以产生与数字输入相对应的模拟输出。
模拟输出是一个连续变化的信号,其幅度、频率以及波形形状与输入数字信号相关。
常见的DAC电路有R-2R网络型、串行型和并行型等。
其中,R-2R网络型是最常见的,它利用电阻网络的分压原理实现模拟输出的连续变化。
该电路由一组等阻值的电阻串联组成,以二进制控制开关的方式实现数字输入的分配和切换。
当二进制输入码的相应位为1时,对应位置的开关打开,将分压电阻串联到总电阻上;相反,当二进制输入码的相应位为0时,对应位置的开关关闭,将分压电阻分离。
通过改变二进制输入码的组合,可以实现不同幅度的模拟输出。
DAC电路的精度和性能主要由以下几个因素决定:分辨率、阻值精度、匹配精度和非线性误差。
分辨率指的是DAC可以实现的不同输出电压或电流的个数,决定了输出信号的精细程度。
阻值精度和匹配精度是指电阻网络中所用电阻的准确性和一致性,影响了输出信号的准确度和稳定性。
非线性误差则表示DAC输出的模拟信号与输入数字码之间的偏差程度。
总的来说,DAC电路通过数字到模拟的转换,实现了数字信号的模拟化,使得数字系统可以与模拟设备进行接口和交互。
在许多应用领域中,DAC电路发挥着重要的作用,例如音频处理、通信系统、仪器设备等。
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理
数模转换器是一种将数字信号转换为模拟信号的电子器件。
它的工作原理包括以下几个关键步骤。
首先,数模转换器接收到一个输入的数字信号。
这个数字信号是以二进制形式表示的,即由一串0和1组成的数列。
接下来,数模转换器将输入的数字信号通过采样和量化过程进行处理。
采样是指以固定的时间间隔对输入信号进行抽样,将每个抽样点的幅值记录下来。
量化是指将每个抽样点的幅值映射到一组离散的模拟信号值之间,以表示输入信号的数值大小。
然后,数模转换器使用一个数字到模拟转换器(DAC)来将
量化后的数字信号转换为模拟信号。
DAC将每个量化的数字
信号值映射到一个相应的模拟信号幅值上,形成一个连续的模拟信号波形。
最后,经过数字到模拟转换的处理,数模转换器通过输出端口将转换后的模拟信号传递给外部电路或设备进行进一步处理或使用。
总结起来,数模转换器的工作原理可以简化为接收数字信号、采样和量化、数字到模拟转换,最终将数字信号转换为模拟信号输出。
这个过程将数字信息转换为连续的模拟波形,使得数字信号可以在模拟电路中进行处理和传输。
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。
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理
数模转换器(DAC)是一种能够将数字信号转换为模拟信号的元
件设备。
它可以将数字信号模拟化,从而被其他设备接受和处理。
本文将讨论数模转换器的工作原理以及实际应用。
数模转换器是由一个数据缓冲器、一个抖动位置选择器和一个放大器组成的。
当数据缓冲器收到数字信号时,它将保存该信号,然后调整抖动位置选择器的位置,使得抖动位置选择器将数字信号转换为模拟信号。
然后该信号经过放大器放大,将其转换为与原始数据信号相同的模拟信号。
数模转换器主要用于数字信号处理,它可以将数字信号转换为与原始信号相同的模拟信号,并且可以用于平滑调节信号的处理。
由于数模转换器可以对信号进行平滑的连续变化,因此它可以用于数字平台上的声音信号处理和频率调制等应用场合。
外,数模转换器也可以用于实现某些模拟控制,例如可以用于控制伺服电机的速度和方向,这有利于提高伺服电机的准确性和精度。
数模转换器的工作原理非常简单,但是它的实际应用却非常广泛,可以在许多不同的领域中使用。
例如,它可以用于数字电话交换系统、数字音频处理系统、宽带控制系统、电影和视频制作系统、模拟控制系统和自动化系统等等。
此外,它还可以用于实现某些复杂的电子设备,例如信号发生器、音频放大器和激励器等。
综上所述,数模转换器是一种用来将数字信号转换为模拟信号的设备,它的原理非常简单,但在实际应用中却有着非常广泛的用途,
可以用于数字电话交换系统、数字音频处理系统、宽带控制系统等。
它可以满足不同类型的电子设备的需求,同时也为系统的控制和优化提供了可能。
dac的工作原理
dac的工作原理
DAC(数模转换器)是一种电子设备,用于将数字信号转换
为模拟信号。
它是数字系统和模拟系统之间的桥梁,将数字信息转化为模拟信号的形式,以便在模拟电路中进行处理和传输。
DAC的工作原理基于脉冲宽度调制(PWM)技术。
在DAC 中,数字信号由一系列二进制位表示,每个二进制位称为一个比特。
这些二进制位通常以二进制补码的形式表示,其中最高位是符号位,其余位表示数值。
DAC根据输入的二进制信号
生成一个由模拟电压或电流表示的输出信号。
DAC工作过程如下:首先,输入的数字信号被DAC控制器解码并转化为一个数字数值。
然后,这个数字数值通过一个数字滤波器平滑处理。
接下来,DAC根据解码后的数字数值,以
一定的采样率和时钟频率,生成一系列脉冲信号。
这些脉冲信号的脉宽和时间间隔代表了输入信号的数值。
最后,这些脉冲信号通过一个低通滤波器,将脉冲信号转换为连续的模拟电压或电流信号。
需要注意的是,DAC的性能受到许多因素的影响,包括分辨率、采样率、时钟精度和电压参考等。
分辨率指的是DAC能
够表示的不同输出电平的数量,通常以比特为单位来衡量。
采样率指的是DAC生成输出信号的速率,以每秒采样点数(SPS)为单位来表示。
时钟精度是衡量DAC时钟源的稳定
性和准确性的指标,而电压参考则决定了DAC输出信号的范
围和精度。
总而言之,DAC通过将数字信号转换为模拟信号,实现了数字系统与模拟系统之间的互通。
它在各种应用中发挥着重要的作用,比如音频和视频处理、通信系统、自动控制等。
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数模转换器工作原理
dac数模转换器工作原理
DAC(数字模拟转换器)的工作原理主要包括两个步骤:数字信号的采样和模拟信号的重构。
在数字信号的采样阶段,DAC将输入的数字信号分解为一系列离散的采样值。
这些采样值通常是在固定的时间间隔内进行采样的。
这些采样值可以通过模数转换器(ADC)从模拟信号中获取,或者通过数字信号处理器(DSP)等设备生成。
在模拟信号的重构阶段,DAC将这些采样值转换为模拟信号。
这个过程通
常涉及到使用一种或多种模拟电路来重建原始的模拟信号。
最简单的DAC
是二进制加权电阻网络,也称为R-2R网络。
该网络由一系列电阻组成,其中每个电阻的阻值与二进制数的相应位相关联。
当输入的数字信号的某个位为1时,相应的电阻将连接到一个参考电压上,而当该位为0时,相应的电阻将连接到地。
通过这种方式,DAC可以根据输入的数字信号的每个位的
值来调整输出的模拟信号的电压。
此外,除了R-2R网络,还有其他一些常见的DAC架构,如串行接口DAC、并行接口DAC和ΔΣ(Delta-Sigma)DAC。
这些不同的架构在实现上有所不同,但基本原理是相似的:将数字信号转换为模拟信号。
总的来说,DAC的工作原理可以概括为两个主要步骤:数字信号的采样和模拟信号的重构。
通过使用不同的DAC架构,可以实现高精度、高速度和低功耗的数字到模拟信号的转换。
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工作原理。
DAC(数字模拟转换器)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。
DAC的工作原理主要包括数字信号输入、数模转换、输出模拟信号等几个方面,下面将详细介绍DAC的工作原理。
首先,DAC的工作原理中最基本的部分就是数字信号输入。
数字信号可以是通过各种传感器采集到的数据,也可以是经过数字信号处理器处理后的信号。
这些数字信号经过一定的编码方式,以二进制形式输入到DAC中。
接着,DAC将接收到的数字信号进行数模转换。
数模转换是指将数字信号转换为模拟信号的过程,其核心是通过一定的算法将数字信号转换为模拟信号的幅度。
在DAC中,常用的数模转换方式有脉冲宽度调制(PWM)、脉冲计数调制(PCM)等。
随后,经过数模转换后的模拟信号将被输出。
输出的模拟信号可以直接用于驱动各种模拟设备,如音频设备、电机控制器等。
在输出模拟信号时,DAC需要考虑信号的精度、速度和稳定性等因素,以确保输出的模拟信号符合要求。
除了以上几个主要方面,DAC的工作原理还涉及到一些细节问题。
例如,数字信号的输入方式、数模转换的精度和速度、输出模拟信号的滤波和放大等。
这些细节问题对于DAC的性能和稳定性都有着重要的影响,因此在实际设计和应用中需要进行充分的考虑和优化。
总的来说,DAC的工作原理是一个将数字信号转换为模拟信号的复杂过程,它涉及到数字信号输入、数模转换、输出模拟信号等多个方面。
在实际应用中,需要根据具体的需求选择合适的DAC器件,并合理设计整个系统,以确保其性能和稳定性。
通过对DAC的工作原理的了解,我们可以更好地理解数字信号和模拟信号之间的转换过程,为相关电子设备的设计和应用提供有力支持。
同时,也可以为进一步深入研究和应用DAC提供基础和参考。
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。
数模转换器与模数转换器基本原理
数模转换器与模数转换器基本原理数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)是现代电子设备中常见的模拟信号处理电路,它们用于将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号。
本文将详细介绍数模转换器和模数转换器的基本原理。
一、数模转换器(DAC)基本原理数模转换器将数字信号转换为模拟信号,通常用于将数字数据转换为模拟信号输出,如音频、视频等。
数模转换器的基本原理如下:1. 数字信号表示:数字信号由一系列离散的数值表示,通常用二进制表示。
比如,一个八位的二进制数可以表示0-255之间的数字。
2. 数字量化:数字量化是将连续的模拟信号离散化,将其转换为一系列离散的数值。
这可以通过将模拟信号分成若干个均匀的间隔来实现。
例如,将模拟信号分为256个等间隔的量化等级。
3. 数字到模拟转换:数字到模拟转换的过程是将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。
这可以通过使用数字信号的离散值对应的模拟信号的电压值来实现。
比如,将一个八位的二进制数转换为0-5V之间的电压。
4. 输出滤波:为了减少转换过程中的噪声和失真,通常需要对转换器的输出信号进行滤波。
滤波器可以通过消除高频噪声、平滑信号等方式来实现,以获得更好的模拟输出信号。
二、模数转换器(ADC)基本原理模数转换器将模拟信号转换为数字信号,通常用于模拟信号的数字化处理,如传感器信号采集、音频信号编码等。
模数转换器的基本原理如下:1. 模拟信号采样:模拟信号是连续变化的信号,模数转换器需要将其离散化。
采样是指周期性地测量模拟信号的幅度。
采样频率越高,采样精度越高,对原始模拟信号的还原能力越强。
2. 量化和编码:量化是将采样后的模拟信号转换为离散的数字量,包括离散幅度和离散时间。
编码是将量化后的信号用二进制表示。
常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。
3. 数字信号处理:模数转换器的输出是数字信号,可以通过数字信号处理进行后续的处理和分析。
例如,可以对采集到的传感器数据进行滤波、数学运算等。
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理数模转换器(DAC)是一种电子器件,它将数字信号转换为模拟信号。
在现代电子设备中,数模转换器扮演着至关重要的角色,它们被广泛应用于音频设备、通信设备、工业控制系统等各种领域。
本文将详细介绍数模转换器的工作原理,以帮助读者更好地理解这一重要的电子器件。
数模转换器的工作原理可以简单地概括为将数字输入信号转换为模拟输出信号。
在实际应用中,数模转换器通常由数字-模拟转换器(DAC)和模拟-数字转换器(ADC)两部分组成。
在这两部分中,DAC负责将数字信号转换为模拟信号,而ADC则负责将模拟信号转换为数字信号。
在本文中,我们将重点讨论DAC的工作原理。
DAC的工作原理主要涉及到数字信号的采样和保持、量化和编码以及输出电压的生成。
首先,当一个数字信号被输入到DAC中时,它首先经过采样和保持电路。
采样和保持电路的作用是将输入的数字信号转换为对应的模拟信号,并且在一定时间内保持这个模拟信号的数值不变。
接下来,经过量化和编码电路的处理,模拟信号被转换为一系列的数字代码。
这些数字代码将决定DAC输出的模拟电压的大小。
最后,根据这些数字代码,DAC将输出对应的模拟电压信号。
在DAC中,量化和编码是至关重要的步骤。
量化是指将连续的模拟信号转换为离散的数字代码的过程,而编码则是将这些数字代码转换为DAC输出的模拟电压信号的过程。
在量化过程中,输入的模拟信号会被分成许多个离散的电平,然后根据这些电平进行编码,得到对应的数字代码。
这些数字代码将决定DAC输出的模拟电压的大小和精度。
因此,量化和编码的精度将直接影响到DAC输出信号的质量和准确度。
除了量化和编码,DAC的输出电压的生成也是其工作原理中的关键环节。
根据输入的数字代码,DAC将输出对应的模拟电压信号。
这一过程通常通过一组精密的电阻网络或者电流源来实现。
这些电阻网络或者电流源将根据输入的数字代码,调整输出电压的大小,从而实现数字信号到模拟信号的转换。
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数字-模拟转换器(DAC> 原理研究电子0801 班0821401408214013一题目简述随着科学技术地发展, 我们常常要用模拟系统来处理数字信号. 这就需要数字-模拟地转换. DAC 地作用是将计算机或控制器产生地二进制数字转换成与之成比例地模拟电压. 其意义相当于一种译码电路. 本次地数模原理研究主要介绍全电阻网络D/A 转换器和倒T 型电阻网络D/A 转换器, 利用等效方法和叠加原理推导输出电压, 比较两种转换器地特点. 并用EWB 软件来验证电路地工作原理.b5E2RGbCAP二DAC 原理1. D/A 数模转换器地设计思想D/A 数模转换器在某种意义上说相当于一种译码电路,将给定地二进制码地量译成相应地模拟量地数值.数字量是由二进制数位组合起来,而每位数字符号都有一定地权.例如,四位二进制数1101 每位地权对应十进制数值从高位到底为排列依次为8,4,2,1<必须位置上是一才有效).所以二进制数1101代表十三.为了将数字量转换成模拟地量,可以将每一位数字量按权地大小装换成模拟量.然后将这些模拟量相加,所得到地总地模拟量就是数字量所必须转换成地模拟.plEanqFDPw2.权电阻网络D/A转换器(1>数模转换地一种方法是使用电阻网络,网络中阻值表示数字码输入位地二进制权值•输入地电平决定电流地有无,开关接入相应电压V s时,输入电压为V s,二进制数位“ 1".开关接地时输入电压为0V,二进制数为“ 0".如下图给出了一个三位地DAC .DXDiTa9E3d上面已经提及开关K n」,K T ……,K1,K。
分别受输入代码D n 「D n“……,D1,D0地状态控制,由于虚地点地存在,其中某个开关K i接到“ 1"或“ 0"在电阻R支路产生地电流为RTCrpUDGiTI i V RRik i即I Z D.i Ri i V RR oD。
IV RR1支路电流总和22R D o + V R21RD1 +V RR2D2Ll i亠V R20RD2R oD o + V RR1D1+V RR2D2上式表明,输出地模拟电压V O正比于输入地数字量D ,, 从而实现了从数字量到模拟量地转换■当D I=0时,V O=0,而D I=11…11时,V 。
二-辛叮V R,故V O地最大变化范围R 2=V RFR' D i 2ii -0所以输出模拟电压V °」R f I-R fV R 22R-D i2ii=0R f V R 推广V o …Rf2nR n' D i2ii =0是0」R2n-1V1kOJirn2 k Ohm R1 = 2R4 kOhm RO-^R¥ [:l T 可I —5PCzVD7HxA500 Ohm -^vW12 V从000到111所有数字信号对应地模拟电压二进制数U0/V D0 000 0D1 001 1.5 D2 010 3D3 011 4.5 D4 100 6D5 101 7.5 D6 110 9D7 111 10.5 EWB仿真结果输入信号000输入信号0011 kOhmRZ=R4 kOhmRO4R\ :-nl1—500 Ohm2 KOhmR 仁:?\ [SpacelSOU Ohm -ww-输入信号100£3i© Muiumeter\ | ^pacB)500 Ohm-WV< 2 KOhm] R1 = 2R4 k OhmR0=4R12V 输入信号0104 k Ohm1 kOhm\ [Spaca][Space]500 Ohm —vw-LI4 k Ohm输入信号1011 KOhm 2hOhmispacel12V此类型DAC 特点:结构简单,所用电阻由于元件数减少,该转换器地 转换精度取决于基准电源,电子模拟开关,运算放大器 及各权电阻地精度.因为各个阻值相差较大,电阻精度 很难提高■例如,一个8位转换器需要8个电阻,并且 电阻值地范围以二进制权地步长从 R 变化到128R.电 阻地范围需要255分之一(小于0.5%>地允许误差才 能精确地转换输入■因此这种类型地DAC 很难大量生 产.jLBHrnAlLg1«< 1 kOhmFfAR4 kOhm R0=4P1[Space][Space)[Spate](2)每隔1us 可以以给出一个数字信号,试给出一种 产生周期为16US,幅度为7V 地锯齿波和三角波和方 波地数字信号方案 <仅给出一个波形周期地数字信号 即可).用EW 歆件仿真你地设计方案.XHAQX74J0X3倒T 型R-2R 电阻网络DAC 原理⑴ 数字量某位输入“ 0” ,相应电子开关动作,电阻 支路接地;反之,输入“1 ” ,相应电子开关也动作,但 将电阻支路接到运算放大器负输入端,因此,不管输入 是“ 0”、“ 1”,流过每个支路地电流始终不变,基准 电压源提供地总电流也固定不变 .LDAYtRyKfER1=R2=R3=R4=2R=1K,R5=R6=R7=R8=R=0.5K,电 源 电压U=12V.1 ------------------------------------------------- <卜 -------------------------- 1(Sr \jSpate]K2K32 kCHim I —VWR52kOtwnZkOhmiR2/fl1 kOlim1 kOhm* ----------- 74 ------------ 4» -------- WVR6 R7分析计算假设,开始时输入D3为高电平U=12V ,其他地都为 低电平 <接地0V ),这种情况表示二进制数 D3=1000, 此时,电路分析化简电路为如图所示等价电路 •本质上 只有Rf 经过R2等价电阻,因为反向输入虚地•因此,通 过R4地电流14也通过Rf,即l4=lf,l4=U/2R.输出电压U0=-U=-12V •Zzz6ZB2L —tk当D2输入为12V,其他输入接地时,等效电路如图, 此情况相当于二进制数 D2=0100.由戴维南定理,从R4 左边看去,得到U/2及与之串联地电阻R,如 图 」f=0.5U/(2R>.U0=-1/2U=- 6V.^^12V1 k OhmR51 X or mRf -XAA --dvzfvkwMIl当D1输入为U=12V,其他输入接地时,等效电路如R4左边看去,得到U/4及与之串联地电阻R,如」f=0.25U/(2R>,U0=-1/4U=-3V.rqyn14ZNXI当D0输入等于U=12V ,其他输入接地时等效电路 如图,此时二进制数 D 仁00……01.由戴维南定理,从R4左边看去,得到U/8及与之串联地电阻R,如 图」f=0.125U/(2R>,U0=-1/8U=-1.5V 序“1 k Ohm0 5 K Ohm IkOhm Rf —^WX/—1 kOhmRC0.5 kOhm' --- Z\卜、厂旷R8 > RnR8 1 k Ohnn 1 k OH m图,此情况相当于二进制数 D1=0010.由戴维南定理,从R7R81 kOhm1 kOhm12 VR21 kOhm0.5 k Ohm 0.5 k Ohm1k OhmRf -AAA ——由叠加定理可知14 = .U (D0 + D1 + D2 + D3 > (^4 + ^3 朋+ J >R ' 2 2 2 2V O = =-I i R = - U4 ( D323+ D222++ >列表从0000到1111所有可能电压值推广每个连续地较低权输入产生减半地输出电压 ,输出电压就与输入位地二进制权值成正比■由叠加原理既得倒T 型R-2R 电阻网络地等效输出 电压■V O = -I i R —与(D n 」2n' + D n , 2n'+ ....... +D 1 21+ D 0 20>2 '此类型DAC 特点: 因为速度快,是目前D/A 转换器中使用最多地电路■各 支路电流是同时直接流入运算放大器地输出端 ,而不 必逐级叠加,消除了传输时间差,因而提高了转换速度V R R( D 0 + D i2 n 2*」D n _2 22D n」(Dn^2n」+D nd2n+ .... + D i 21 + D o 20>[BpafB]2R2 kOhm2R2 It Ohm2H2 k1kuhrri1 kOhm 1 k Ohm|Space]|Space |/■.■■•厂 IBpace ]n2 R并减小了动态过程中在输出端可能出现地尖峰脉冲. 另外,电子开关一般都能满足”先通后断”地条件,在某位输入值状态变化过程中,流过各支路地电流仍不发生变化,即不需要电流建立时间,从而也有助于工作速度地提高.SixE2yXPq5<2)当其输出接电流电压转换运放如图1-3时,推导其输出电压查阅DAC0832芯片手册,DAC0832是具有两个输入数据缓冲器<寄存器)地8位D/A转换器,适用于多数字系统中多数据地同时转换.6ewMyirQFLDIGITAL INPUT由<1)倒T型R-2R电阻网络所得结论UOUt=U0= V R(D n4 2n'+D n:2^+ ......... +u 21+D020>2 '3' D i2iid 。
V I-V R(D 2^_1 D 2n2 D 21D 2°)0 i2“"-1n-2 1三扩展设计一个数字控制增益地电压放大器,V0=nkVi,其中 n=0-15,k=2, Vi 地变化范 围是+/-5V.kavU42VRUs利用倒T 型电阻网络输出模拟电压,电路图如图 因为n=0-15所以电路中有四条支路 EWB 仿真结果:V 。
…Rf IRM 23RVOUT I.REF 28(D x :27 D 6 26 x :21 D 0 20)V oUTV REF (DIGITALINP UT ) 102562 k Cmm 1 kOhm1 kuhm 1 fcohtnj-AVy ——--- 4----———— --- A — —W M ---- ii——Wv ————O ——、 ___■+aV O= -I iR 二-芈(。
323+D 2 22 + D 1 21 + D 020>2结论:由计算分析和EWB 仿真,我们都得到了权电阻型 以及倒T 型电阻网络地正确模拟电压,也就是成功将 数字信号转换成了相应地模拟信号.这一结果是数模 转换地基础•拓展中DAC0832芯片地输出电压也地除 了与辅导教材一致地数据 .y6v3ALoS89但是,我们地设计仍然稍有欠缺.在用EWB 输出 动态波形时我们遇到了困难•主要原因是我们对EWB 软件地生疏.今后,我们应该加强对该软件地学习与操 作 .M2ub6vSTnP在即将地到来地小学期里,我们会有更多地时间 和精力来探讨这个问题,相信我们会有所收获地.心得体会 经过了将近两个11/ CSPBcel星期地学习,讨论,研究,,我们终于完成了电路分析专题研究——《数字—模拟转换器DAC 原理研究》.0YujCfmUCw 首先说一下我们为什么选择这个题目.第一,数模转换器是我们再今后数字电路中需要学到地知识,所以现在提前预习研究,对我们以后地学习很有帮助;第二,数模转换器在我们生活中应用地很广泛,相比其它题目,更能引起我们地兴趣.从最初阅读辅导材料,到之后到图书馆借阅有关书籍,在宿舍安装EWB 地仿真软件;从最初对所选地题目一筹莫展时所想到地放弃到后来一点点将数模转换地原理弄懂,最后将整个专题研究完成.不得不说,《数字—模拟转换器DAC 原理研究》这个课题是比较难地,耗费了我们大量地时间, 但是在查阅资料,研究电路原理图地过程中,我们也学到了许多.eUts8ZQVRd 电路分析这门课应该是我们学电子地接触地第一门专业课,所以它在我们地学习过程中必然起到了十分关键作用.而此次专题研究,面对陌生地原理,陌生地电路图,我们从零开始, 到最后我们基本上自己独立完成,所以对我们有很重大地意义.整个研究完成后,我们深刻认识到,再难地原理,再复杂地电路图,在分析地过程中都是要从那些基层地知识考虑,如基尔霍夫电压< 电流)定律,或者运算放大器地一些性质等等,这些都是我们刚刚学完不久地知识.所以要在熟悉所学地基础上做到灵活运用.在电路基础课地学习中就是要抓住这些电路分析地基本定理和基本方法,像网孔法、节点法这些都是分析具体问题地基本方法,一定要烂熟于心.对电流电压地正负规定以及运算地计算速度和熟练程度都是我们要多下功夫努力提高,以及灵活运用地方向.sQsAEJkW5T参考书目:《数字电路与逻辑设计》电子工业出版社刘浩彬《数字电子技术》电子工业出版社Thomas L. Floyd。