数字逻辑与数字系统

由输入数字 量控制
产生权电流
将权电流相 加产生与输入 成正比的模拟 电压
DAC的数字数据可以并行输入也可串行输入
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D/A转换的基本原理
数字逻辑与数字系统
③ D/A转换器的分类:
D/A 转 换 器
按解码网络 结构分类
T型电阻网络DAC 倒T形电阻网络DAC 权电流DAC 权电阻网络DAC
D/A转换器实质上是一个译码器（解码器）。一般常
用的线性D/A转换器，其输出模拟电压uO和输入数字量Dn 之间成正比关系。UREF为参考电压。
uO＝DnUREF
d0 (LSB)
输入 d1
Dn
…
D/A
dn－1
(MSB)
uo 或 io 输出
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数字逻辑与数字系统
第十章 数模转换器与模数转换器
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数字逻辑与数字系统
D/A转换的基本原理 ① 实现D/A转换的基本思想
n-1
Dn dn1 2n1 dn2 2n2 d1 21 d0 20 di 2i i0
uo DnU REF dn1 2n1 U REF dn2 2n2 U REF d1 21 U REF d0 20 U REF
用是把领AD计域C扩算和展机DA到和C检生已测产成和过为过程计程、算控科机制学系的实统必验中要过不装程可置联缺，少的接口电路。
系起来的重要桥梁。
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压力, 温度,流量,液位等通过传感 器转变成相应的电压或电流的模
拟信号
数字逻辑与数字系统
由DAC转换成模拟量信号 的电压和或电流
2R
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数字逻辑与数字系统
10.1 数模转换器(DAC)
4位T型DAC电路
2R
若R f 3R，则
输出电压为：U o I R f UV3oRREF ( d2V33RREFdR4224f(2d813 d31d60 2)R2 df 2 21 d1 20 d0 )
VREF R f 3R 24
n-1
di 2i U REF i0
即：D/A转换器的输出电压uO，等于代码为1的各位所对应
的各分模拟电压之和。
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D/A转换的基本原理 ② D/A转换器的组成 基准电压
数字逻辑与数字系统
n 位数字
数码
n 位模
解码
求和 模拟量
量输入
寄存器
拟开关
网络
电路
输出
用存放在数 字寄存器中的 数字量的各位 数码
D/A转换的基本原理
① 实现D/A转换的基本思想
将二进制数ND＝(11001)B转换为十进制数。 ND＝b4×24＋b3×23＋b2×22＋b1×21＋b0×20
＝1×24＋1×23＋0×22＋0×21＋1×20 数字量是用代码按数位组合而成的， 对于有权码，每位代 码都有一定的权值，如能将每一位代码按其权的大小转换成 相应的模拟量， 然后，将这些模拟量相加，即可得到与数字 量成正比的模拟量， 从而实现数字量--模拟量的转换。
实现数模转换的电路称数模转换器
Baidu Nhomakorabea
Digital - Analog Converter，简称 D/A 转换器或 DAC。
模数转换即将模拟电量转换为数字量，使输出 的数字量与输入的模拟电量成正比。
实现模数转换的电路称模数转换器
Analog - Digital Converter，简称 A/D 转换器或 ADC。
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第十章 数模转换器与模数转换器
概述
将温度、压力、流 量、应力等物理量 转换为模拟电量。
计算机进行数字处 理（如计算、滤 波）、保存等
用模拟量作为 控制信号
模拟 传感器
A/ 转D换器
数字控制 计算机
D/A 转换器
模拟 控制器
工业生产过程控制对象
❖ A/D和D/A转换器是把微型计算机的应
经过计算机数据处理， 输出为数字量
由计算机依次选通， 进入ADC转换成数字量信号
计算机选择某一执行机构， 去调节控制对象。
数字计算机工业控制系统示意图
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第十章 数模转换器与模数转换器
10.1 数模转换器(DAC)
D/A转换器是将输入的二进制数字量转换成模拟量， 以电压或电流的形式输出。
0R
2R
2R
S0
＋
VR －
基准 电压
a0
1R
R n3 R n2 R n1 2R n RF
…
T型电阻网络
A
2R
2R
2R
2R
－
S1
Sn3
Sn2
Sn1
模拟开关
＋
vO
运算放大器
（求和运算）
a1
an3
an2
an1
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10.1 数模转换器(DAC)
4位T型电阻网络DAC电路
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第十章 数模转换器与模数转换器
概述
❖ 在实际工程中大量遇到的是连续变化的物理量。所谓 连续，包括两方面的含义：一方面从时间上来说，它是随 时间连续变化的；另一方面从数值上来说，它的数值也是 连续变化的。这种连续变化的物理量通常称为模拟量。
❖ 在数字系统内部，只能对数字信号进行处理。
必须先转化成离散的数字信号，再输入数字系统识别和处理； 又必须把数字系统发出的控制命令等转化为模拟信号，去驱动
模拟调节执行机构。 这两个过程，都需要数/模和模/数转换接口来完成。
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第十章 数模转换器与模数转换器
概述
数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电 流)，使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。
(23 d3 2V22RdE4F2 (2231d13 湖220南2d科d02技) 大学2计1 d算1机科2学0与d工0 程) 学院
按模拟电子开 CMOS开关型DAC 关电路分类 双极型开关型DAC
电流开关型DAC ECL电流开关型DAC
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10.1 数模转换器(DAC)
(1)T型电阻网络DAC R-2R T型电阻网络DAC是由模拟开关、R-2R电阻网络、
运算放大器、基准电压几部分组成。
2R
❖ 由R和2R两种规格电阻组成电阻网络，常称为R-2R T 型D/A转换器，S0、 S1 、 S2 、 S3四个模拟开关，表示 数字信号d0、d1 、d2 、d3的取值情况湖。南科技大学计算机科学与工程学院
10.1 数模转换器(DAC)
4位T型电阻网络DAC电路
数字逻辑与数字系统
总电流I 3