第八章 数模模数转换电路PPT课件

VREF IOUT2 IOUT1
RBF AGND VCC DGND
2. 信号线
CS——片选信号，用于芯片寻址； ILE——允许锁存信号； WR1——写信号1；当LE1（内部输入锁存信号1）=CS•WR1 • ILE=1时，将数据锁存于输入锁存器； WR2——写信号2； XFER——通道控制信号，当LE2（内部输入锁存信号2） =WR2 •XFER=1时，8位DAC寄存器可作为数据通道；
254 (D323D222D121D020)
当 D 3D 2D 1D 000时 01
V OV O mi n2 5 4(023022021120)2 5 4
当 D 3D 2D 1 D 0 11 时 11
V O V O m ax 2 5 4(1 2 3 1 2 2 1 2 1 1 2 0)2 5 4 (2 4 1 )
分辨率＝ VOmin VOmax
5/ 24 5(24 1)/
24
VO
11 24 1 2n 1
VO
当n8时：分辨 2811率 2＝ 155
当 n1时 0 ：分2辨 1101率 110＝ 203
t
n1
因为 (D i ： 2i)1时V ， OVOmi nVO,因此： i0 n1 D/A转换器输出的 VO通 VO式 为 (Di： 2i) i0 【 例 】 已 知 某 8 位 D/A 转 换 器 的 输 入 为 时 ， 输 出
22VnRREF(D0 20 D121 ...Dn12n1)
2VREF 2n R
n1 i0
(Di
2i
)
V O I R f 2 R R f V 2 R nE n i 0 1 F (D i 2 i)
设n=4，Rf = R/2，VREF=-5V，则:
VO2RR/2245i401(Di 2i)
DI7～DI0——8位数据输入 IOUT1——模拟电流输出1，当DI7～DI0为FFH时， IOUT1最大， 当DI7～DI0为0时， IOUT1=0（最小）
IOUT2——模拟电流输出2， IOUT2=常数- IOUT1 RFB——反馈电阻引出端； VREF——参考电压输入，范围：+10V～-10V； VCC——芯片电压，范围：+5V～+15V，最佳15V； AGND——模拟地； DGND——数字地；
（1）电路结构比较简单； （2）电阻网络中的种类少（仅R和2R两种）。
二、 电子开关
1. CMOS电压开关
Di
2. CMOS电流开关（CB7520）
VDD
VDD
Ri
1
Ii
VSS
-VREF
Iout1 Iout2
Di
2R
VSS
R
R
2R
R
2R
d0
d1
d0
R
2R d2
d1
UREF（参考电压）
2R d2 R
概述 D/A转换器 A/D转换器
8.1 概述
模数转换（A/D）——模拟信号到数字信号的转换 A/D转换器或ADC（Analog to Digital Converter）—— 实现A/D转换的电路。
数模转换（D/A）——数字信号到模拟信号的转换 D/A转换器或DAC（Digital to Analog Converter）—— 能实现D/A转换的电路。
2. 倒T形电阻网络D/A转换器
（1）电路结构（AD7520、CB7520）
Rf
D0
D1
D2
D3 →I
－
＋A
模拟输出 VO
S0
S1
S2
S3
2R 2R I/16 2R I/8 2R I/4 2R I/2
R
I/16
I/8
R
R
I/4
I/2
VREF I
（2）工作原理
I2I D34I D28I D11I6D0
VO=2.09V，求输入为时的输出电压值。
解 V ： OV O 1/n i 0 1(D i2i)(12 1.009 )1 20 0.00 V 101
n 1
V O 2 V O (D i 2 i) 0 .0 1 6 0 0 .6 (V ) i 0
权电阻网络D/A转换器的特点：
（1）电路结构比较简单； （2）电阻网络中各个电阻的阻值相差太大； （3）容易产生输出尖峰现象。
数字控制系统原理框图
非 电 模 拟 量
温度 压力 流量 速度
传 感 器
电 模 拟 量
模 数 转 换
计算机或 数字系统
开关控制 数模转换
电流 电压
数据传输系统原理框图
模拟控制
声
音
传
或
感
图
器
像
电 模 拟 量
模 数 转 换
存储、传 输、处理
数 模 转 换
声 音 或 图 像
8.2 数模（D/A）转换
一、 D/A转换器的结构
I 24
(D323D222D121D020)
VOIRFI 24 RF(D 323D 222D 121D 020)
VR RE 2 F R 4Fi 30(D i2i);(IVR RE)F
对于 n位D/ A转换（RF取 R)
VOV2RnEFni01(Di 2i)
倒T形电阻网络D/A转换器的特点：
··· ··· ···
D0
数 字
D1
输
入
Dn-1
数 码 锁 存 器
电 子 开 关
电 阻 网 络
求 模拟输出
和 电
VO
路
VREF
数码锁存器——完成输入数字的锁存并为转换保留一定时间
电子开关——完成基准电压VREF和地之间的倒换 电阻网络——根据输入数字产生不同的电流或电压 求和电路——产生模拟输出电压
+
电子开关
三、 集成D/A转换器 DAC0832—— 8位数模转换器 1. DAC0832的内部结
DI7～ DI0
8位输入 寄存器
8位DAC 寄存器
IE1
IE2
ILE
&
8位D/A 转换器
CS
&
wk.baidu.comWR1
WR2
&
XFER
1）8位输入寄存器——第一级数据锁存器 2）8位DAC寄存器——第二级数据锁存器 3）8位D/A转换器——完成数模转换
当输入数字D1=1时 I1 V R R 1E D F 12 V n R 2R E D F12 2 V n R R E (D F1 2 1 )
当输入数字Di=1时 Ii VR RiEFD i 22 V nR REF(D i2i)
I I0 I1 ...In1
22VnRREF(D0 20)22VnRREF(D121)...22VnRREF(Dn12n1)
1. 权电阻网络D/A转换器
（1）电路结构
D0
数 字
D1
输
入
Dn-1
电子开关
（2）工作原理
··· ···
数 码 锁 存 器
VREF
S0 R0=2n-1R →I0 S1 R1=2n-2R
I
Rf
→I
－
＋A
模拟输出 VO
Sn-1 Rn-1=20R →In-1
求和运放
当输入数字D0=1时 I0 V R R 0 ED F 0 2 V n R 1 R E D F 0 2 2 V n R R E(D F 0 2 0 )