模数和数模转换.
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LSB — Least Significant Bit
三、常用 DAC 的类型和主要参数
(一) 常用 DAC 的类型
常用 DAC 主要有权电阻网络 DAC、 R - 2R T 形电阻网络 DAC、R - 2R 倒 T 形电阻网络 DAC 和权电流网络 DAC。其中，后两者转换速度快， 性能好，因而被广泛采用，权电流网络 DAC 转换 精度高，性能最佳。
[例] 右图为
CDA7524 的单极性
输出应用电路。图 D7
中电位器 R1 用于调 整运放增益，电容
C 用以消除运放的
D6 D5 D4 D3
自激。已知 ULSB = VREF / 256，试求满 度输出电压及满度
D2 D1 D0
输出时所需的输入
CS WR
信号。
VDD
R2
4 5
14 15 2 k VREF = 10V
D
uＩ
“[ ]”表示取整。
△ 称为 ADC 的单位量化电压或量化单位， 它是 ADC 的最小分辨电压。
可见，输出数字量 D 正比于输入模拟量 uI 。
A /D 转换的一般步骤
(二) 主要参数
1. 分辨率
DA指C 的D/最A 转小换输器出模电拟压输变出化所量能，产生的最 小也电即压D变A化C 量的与最满小刻输度出输电出压电值压之比。
分辨率 ULSB U FSR
1 2n - 1
表示满度输出电压值，FSR 即 Full Scale Range
UFSR = 例uO如|D =，11一 1个= 1(02n位–的1 )DUALCSB，分辨率为 0.000 978。
n 位均为 1
DAC 的位数越多，分辨率值就越小， 能分辨的最小输出电压值也越小。
2. 转换精度
指 DAC 实际输出模拟电压与理 想输出模拟电压间的最大误差。
它是一个综合指标，不仅与 DAC 中元件参数的精 度有关，而且与环境温度、求和运算放大器的温度漂 移以及转换器的位数有关。
要获得较高精度的 D/A 转换结果，除了正确选用 DAC 的位数外，还要选用低漂移高精度的求和运算放 大器。通常要求 DAC的误差小于 ULSB / 2。
第 8 章 数模和模数转换器
概述 D/A 转换器 A/D 转换器 本章小结
8.1 概 述
主要要求：
理解数模和模数转换器的概念和作用。
一、数模和模数转换的概念和作用
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。
实现数模转换的电路称数模转换器 Digital - Analog Converter，简称 D/A 转换器或 DAC。
2. 8 位 CMOS 集成 D/A 转换器 CDA7524 简介
电源电压范围 + 5 V ~ + 15 V VDD
VREF 15
10
20 k 20 基准电压输入端 VREF 可正可负 S0 片选控制端
CS
12 13
数
WR
k 10 k 10 k
内部反馈电阻
k 20 k …
S1
S2 …
20 k S7
一、数模转换的基本原理
n 位二 进制数
输入
Dn-1
一Dn-、2 数模转换的基本原理
…
DAC
uO
D1
D0
模拟电压输出
输入数字量 D = (Dn-1 Dn-2 D1 D0 ) 2 = Dn-1 2n-1 + Dn-2 2n-2 + + D1 21 + D0 20
输出模拟电压 uO = D△ = (Dn-1 2n-1 + Dn-2 2n-2 + + D1 21 + D0 20 )△ 位量△化可电见是压，D，uAOC它∝能等D输于，出uDO的最的最低大小位小电(反L压S映值B了)，为数称1字、为量其DD余A的C各大的位小单均。 为 0 时的模拟输出电压(用 ULSB 表示)。
6
R1
7
16
8 9
CDA7524
10
1
1 k
C OUT1
11 12
2 OUT2
15 pF
-
△
∞ +
+
uO
13 3
解：当 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 = 11111111 时，输出为满度值。
UＦＳＲ
28 - 1 ULSB
255 VREF 256
2 550 9.961Ｖ 256
RF 的引出端
20 kΩ 10 k
16
iΣ
RFB
两个输出端，一般将 OUT2 接地，OUT1 接运放反向端。
1 2
百度文库
OUT1 OUT2
据锁存器
接地端 3 GND
写信号控制端4 5 6
…
11
8 位数据输入端， 其电平与 TTL 电平兼
D7 D6 D5 (MSB)
D0 (LSB)
容。MSB 表示最高位， LSB 表示最低位。
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。
为何要进行数模和模数转换？
数字量
数字量
模拟量
模拟量
传感器 被控对象 自然界物理量
二、数模和模数转换器应用举例
uO = - UFSR - 9.961 V。
8.3 A/D 转换器
主要要求：
了解模数转换的基本原理。 了解常用 A/D 转换器。 了解 A/D 转换器的主要参数。
一、A /D 转换的基本原理和一般步骤
基本原理
模拟输 入信号
uI
ADC
…
Dn-1 Dn-2
D1 n 位二进制数输出 D0 D = Dn-1 Dn-2 D1 D0
3. 转换时间
指 DAC 在输入数字信号开始转换，到输 出的模拟信号达到稳定值所需的时间。
转换时间越小，转换速度就越高。
四、集成 DAC 应用举例
1. 集成 DAC 简介
常用四集成、集DA成C 有D两A类C：应一用类举内部例仅含有电阻
网络和电子模拟开关两部分，常用于一般的电子电 路。另一类内部除含有电阻网络和电子模拟开关外， 还带有数据锁存器，并具有片选控制和数据输入控 制端，便于和微处理器进行连接，多用于微机控制 系统中。
…………
压温流液力度量位传传传传二感感感感器器器器、数四路模拟开关模和数AD模字C 数数字控制计算机转换DDDD器AAAACCCC应用模模模模举拟拟拟拟控控控控例制制制制器器器器
物理量
信号
模拟信号
生产控制对象
8.2 D/A 转换器
主要要求：
了解数模转换的基本原理。 了解 R - 2R 倒 T 形电阻网络 D/A 转换器的 电路与工作原理。 了解常用 D/A 转换器的类型和主要参数。
三、常用 DAC 的类型和主要参数
(一) 常用 DAC 的类型
常用 DAC 主要有权电阻网络 DAC、 R - 2R T 形电阻网络 DAC、R - 2R 倒 T 形电阻网络 DAC 和权电流网络 DAC。其中，后两者转换速度快， 性能好，因而被广泛采用，权电流网络 DAC 转换 精度高，性能最佳。
[例] 右图为
CDA7524 的单极性
输出应用电路。图 D7
中电位器 R1 用于调 整运放增益，电容
C 用以消除运放的
D6 D5 D4 D3
自激。已知 ULSB = VREF / 256，试求满 度输出电压及满度
D2 D1 D0
输出时所需的输入
CS WR
信号。
VDD
R2
4 5
14 15 2 k VREF = 10V
D
uＩ
“[ ]”表示取整。
△ 称为 ADC 的单位量化电压或量化单位， 它是 ADC 的最小分辨电压。
可见，输出数字量 D 正比于输入模拟量 uI 。
A /D 转换的一般步骤
(二) 主要参数
1. 分辨率
DA指C 的D/最A 转小换输器出模电拟压输变出化所量能，产生的最 小也电即压D变A化C 量的与最满小刻输度出输电出压电值压之比。
分辨率 ULSB U FSR
1 2n - 1
表示满度输出电压值，FSR 即 Full Scale Range
UFSR = 例uO如|D =，11一 1个= 1(02n位–的1 )DUALCSB，分辨率为 0.000 978。
n 位均为 1
DAC 的位数越多，分辨率值就越小， 能分辨的最小输出电压值也越小。
2. 转换精度
指 DAC 实际输出模拟电压与理 想输出模拟电压间的最大误差。
它是一个综合指标，不仅与 DAC 中元件参数的精 度有关，而且与环境温度、求和运算放大器的温度漂 移以及转换器的位数有关。
要获得较高精度的 D/A 转换结果，除了正确选用 DAC 的位数外，还要选用低漂移高精度的求和运算放 大器。通常要求 DAC的误差小于 ULSB / 2。
第 8 章 数模和模数转换器
概述 D/A 转换器 A/D 转换器 本章小结
8.1 概 述
主要要求：
理解数模和模数转换器的概念和作用。
一、数模和模数转换的概念和作用
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。
实现数模转换的电路称数模转换器 Digital - Analog Converter，简称 D/A 转换器或 DAC。
2. 8 位 CMOS 集成 D/A 转换器 CDA7524 简介
电源电压范围 + 5 V ~ + 15 V VDD
VREF 15
10
20 k 20 基准电压输入端 VREF 可正可负 S0 片选控制端
CS
12 13
数
WR
k 10 k 10 k
内部反馈电阻
k 20 k …
S1
S2 …
20 k S7
一、数模转换的基本原理
n 位二 进制数
输入
Dn-1
一Dn-、2 数模转换的基本原理
…
DAC
uO
D1
D0
模拟电压输出
输入数字量 D = (Dn-1 Dn-2 D1 D0 ) 2 = Dn-1 2n-1 + Dn-2 2n-2 + + D1 21 + D0 20
输出模拟电压 uO = D△ = (Dn-1 2n-1 + Dn-2 2n-2 + + D1 21 + D0 20 )△ 位量△化可电见是压，D，uAOC它∝能等D输于，出uDO的最的最低大小位小电(反L压S映值B了)，为数称1字、为量其DD余A的C各大的位小单均。 为 0 时的模拟输出电压(用 ULSB 表示)。
6
R1
7
16
8 9
CDA7524
10
1
1 k
C OUT1
11 12
2 OUT2
15 pF
-
△
∞ +
+
uO
13 3
解：当 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 = 11111111 时，输出为满度值。
UＦＳＲ
28 - 1 ULSB
255 VREF 256
2 550 9.961Ｖ 256
RF 的引出端
20 kΩ 10 k
16
iΣ
RFB
两个输出端，一般将 OUT2 接地，OUT1 接运放反向端。
1 2
百度文库
OUT1 OUT2
据锁存器
接地端 3 GND
写信号控制端4 5 6
…
11
8 位数据输入端， 其电平与 TTL 电平兼
D7 D6 D5 (MSB)
D0 (LSB)
容。MSB 表示最高位， LSB 表示最低位。
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。
为何要进行数模和模数转换？
数字量
数字量
模拟量
模拟量
传感器 被控对象 自然界物理量
二、数模和模数转换器应用举例
uO = - UFSR - 9.961 V。
8.3 A/D 转换器
主要要求：
了解模数转换的基本原理。 了解常用 A/D 转换器。 了解 A/D 转换器的主要参数。
一、A /D 转换的基本原理和一般步骤
基本原理
模拟输 入信号
uI
ADC
…
Dn-1 Dn-2
D1 n 位二进制数输出 D0 D = Dn-1 Dn-2 D1 D0
3. 转换时间
指 DAC 在输入数字信号开始转换，到输 出的模拟信号达到稳定值所需的时间。
转换时间越小，转换速度就越高。
四、集成 DAC 应用举例
1. 集成 DAC 简介
常用四集成、集DA成C 有D两A类C：应一用类举内部例仅含有电阻
网络和电子模拟开关两部分，常用于一般的电子电 路。另一类内部除含有电阻网络和电子模拟开关外， 还带有数据锁存器，并具有片选控制和数据输入控 制端，便于和微处理器进行连接，多用于微机控制 系统中。
…………
压温流液力度量位传传传传二感感感感器器器器、数四路模拟开关模和数AD模字C 数数字控制计算机转换DDDD器AAAACCCC应用模模模模举拟拟拟拟控控控控例制制制制器器器器
物理量
信号
模拟信号
生产控制对象
8.2 D/A 转换器
主要要求：
了解数模转换的基本原理。 了解 R - 2R 倒 T 形电阻网络 D/A 转换器的 电路与工作原理。 了解常用 D/A 转换器的类型和主要参数。