锯齿波发生器
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2.转换精度 D/A转换器的转换精度是指实际输出电压与理论输出电 压之间的偏离程度。通常用最大误差与满量程输出电压之 比的百分数表示。 3.线性度 反映DAC实际转换曲线相对于理想转换直线的最大偏 差，通常以占满量程的百分数表示。 4.转换时间 输入数字信号起，到输出电流或电压达到稳态值所需 要的时间。输出建立时间一般为几纳秒到几微秒。
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设计思路
两片74LS161构成8位二进制计数器，计数器的输出状态 在00000000—11111111之间变化。 DAC0832将计数器输出的 8 位二进制信息转换为模拟电 压。数模转换器有28=256个模拟电压输出。 输出锯齿波的频率f0和计数脉冲频率fcp的关系为： f0=fcp/256。
CP 1 0k Hz
7 4LS1 61
＋5 V
7 10 2 9 1
CEP CET CLK PE MR
＋1 5V
7 4LS1 61
参考电路图
20
3 4 5 6
P0 P1 P2 P3
Q0 Q1 Q2 Q3 TC
14 13 12 11 15
VC C
返回
项目验收
内容一：IC的识别与检测
（1）简述DAC0832、运放741等的功能。 （2）根据功能表简述其使用注意事项。
返回
倒T型电阻网络D/A转换器的特点： ①优点：电阻种类少，只有R和2R，提高了制造精度； 而且支路电流流入求和点不存在时间差，提高了转换 速度。 ②应用：它是目前集成D/A转换器中转换速度较高且 使用较多的一种，如8位D/A转换器DAC0832，就是采 用倒T型电阻网络。
返回
[例] 已知倒置T型电阻网络DAC的UREF =20V，试分别求出 八位DAC的最小（最低位为1时）输出电压Uomin和最大输出 电压Uomax。
P0 P1 P2 P3 CEP CET CLK PE MR
Q0 Q1 Q2 Q3 TC
14 13 12 11 15 DAC0 83 2 17 Xfer 1 CS 13 14 15 16 4 5 6 7 DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0 2 WR1 18 WR2 19 ILE ＋5 V Vr ef Rf b Iou t2 Iou t1 8 9 12 11 + 7 41 uO ＋1 0V
? ?
）
（3） D/A转换器的位数越多，能够分辨的最小输出电压变化量就越小。 ）
?
）
（5） 一个无符号8位数字量输入的DAC，其分辨率为8位。（
?
）
（6）一个无符号4位权电阻DAC，最低位处的电阻为40KΩ，则最高位处电 阻为10KΩ。 （
?
）
返回
UREF 2R R 2R R …… 2R R 2R R 2R 2R
模 u0 拟 量 输 出
倒T型电阻网络D/A转换器原理图 电阻解码网络中，电阻只有R和2R两种，并构成倒T型电阻网络。当di= 1时，相应的开关Si接到求和点；当di=0时，相应的开关Si接地。但由于虚 短，求和点和地相连，所以不论开关如何转向，电阻2R总是与地相连。这 样，倒T型网络的各节点向上看和向右看的等效电阻都是2R，整个网络的等 效输入电阻为R。
1.分辨率 通常指分辨输出的最小电压与最大电压之比，即n位 的D/A转换器分辨率为： U 1 分辨率 LSB n U FSR 2 1 [例]UREF =10V，求8位的D/A转换器的分辨率。 1 分辨率 8 0.004 2 1 分辨出最小电压为： V 0.004 40m V 10
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源自文库
项目要求
设计并制作锯齿波发生器，要求如下：
输入10kHz脉冲信号；
输出频率为39Hz； 基准电压10V； 峰值约为10V； 分辨率8位。
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项目引导
（1）小组制订工作计划。 （2）完成锯齿波发生器的逻辑电路设计。 （3）画出布线图。
（4）完成锯齿波发生器的电路所需元器件的购买与检测。
（5）根据布线图制作锯齿波发生器。 （6）完成锯齿波发生器电路的功能检测和故障排除。 （7）通过小组讨论完成电路的详细分析及编写项目实训 报告。
解：由公式 uo VREF N n 2
20 1 0.08V 8 2 当数字量各位均为 1时输出电压最大 , 故八位 DAC的最大输出电压为 20 uo max 8 (28 1) 19.92V 2 得到八位 DAC的最小输出电压 uo min
返回
三、D/A转换器的主要技术指标
返回
（2）用示波器测量运放741的输出信号，记录输出波形的形状、
频率和幅度。如果电路工作正常，其输出应为一个锯齿波。
（3）改变输入脉冲CP的频率，观察输出波形的频率变化；改变
数模转换器DAC0832第8脚Vref的大小，观察输出波形的幅值变化 情况。
返回
3 4 5 6 7 10 2 9 1 ＋5 V
返回
o
VREF 2n
权电阻网络D/A转换器的特点：
①优点：结构简单，电阻元件数较少；
②缺点：阻值相差较大，制造工艺复杂。
返回
二、R-2R倒T型电阻网络D/A转换电路
(MSB) dn-1 dn-2
数字量输入
d2 d1
RF (R)
(LSB) d0 －A +
Sn-1
Sn-2
S2
S1
S0
求和点
内容二：项目功能测试
（1）分组汇报项目的学习与制作情况。 （2）分组通电演示电路功能并回答有关问题。
返回
内容三：项目功能测试
使用。 （
快点来 做题呀！
（1）权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，因此被广泛
?
）
（2） D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压UREF 。（ （ （4） D/A转换器的位数越多，转换精度越高。（
CP 1 0k Hz
7 4LS1 61
＋5 V
7 10 2 9 1
CEP CET CLK PE MR
＋1 5V
7 4LS1 61
锯齿波发生器电路图
20
3 4 5 6
P0 P1 P2 P3
Q0 Q1 Q2 Q3 TC
14 13 12 11 15
VC C
返回
项目学习
[知识链接] 数/模转换器（D/A转换器）
外接的运放741将0832转换后的电流输出转换为电压输 出，输出电压与参考电压UREF成正比。
提示：请点击各图标观看。
返回
安装与调试 安装
按正确方法插好IC芯片，连接线路。电路可以连接在自制的PCB(印 刷电路板)上，也可以焊接在万能板上，或通过“面包板”插接。
调试
（1）在74LS161的脉冲输入CP端接信号源，将信号源的频率调为10 kHz
返回
[知识链接] 数/模转换器（D/A转换器）
一、权电阻网络D/A转换电路
UREF (MSB) dn-1 dn-2
数字量输入
d2 d1
(LSB) d0
双向模拟开关
Sn-1 In-1 20 R Sn-2 In-2 21R … S2 I2 2n-3R S1 I1 2n-2R S0 I0 2n-1R I － A + RF (R/2)
项
目
九
锯齿波发生器的设计与制作
目 录
学习目标
项目要求 项目引导
项目学习 制作指导 项目验收
学习目标
知识目标
了解D/A转换(数字信号转换为模拟信号)的基本原
理和典型电路；掌握集成D/A转换器及其应用；掌握锯
齿波发生器的电路组成与工作原理。 能力目标 会正确使用集成电路DAC0832、74LS161和运算放大器741。 能完成锯齿波发生器的设计、组装和调试。
权电阻
权电阻网络DAC原理图 权电阻的排列顺序和权值的排列顺序相反。
模 拟 u0 量 输 出
返回
运算放大器
原 理
参考电源
权电阻网络
求和放大器 模拟开关
任务：求出输出模拟电压o与输入数字量d3d2d1d0间的关系。 o RF i RF ( I3 I 2 I1 I 0 )
返回
DAC0832的主要特性参数：
分辨率为8位； 电流稳定时间1us； 可单缓冲、双缓冲或直接数字输入； 只需在满量程下调整其线性度； 单一电源供电（+5V—+15V）； 低功耗，200mW。
2.工作方式
根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制 方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双 缓冲方式。
返回
3 4 5 6 7 10 2 9 1 ＋5 V
P0 P1 P2 P3 CEP CET CLK PE MR
Q0 Q1 Q2 Q3 TC
14 13 12 11 15 DAC0 83 2 17 Xfer 1 CS 13 14 15 16 4 5 6 7 DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0 2 WR1 18 WR2 19 ILE ＋5 V Vr ef Rf b Iou t2 Iou t1 8 9 12 11 + 7 41 uO ＋1 0V
输入数 R VREF d 3 d 2 d1 d 0 ( 0 1 2 3) 字量 2 R 2 2 2 2 VREF 4 (d3 23 d 2 22 d1 21 d0 20 ) 2 V (d n1 2 n 1 d n 2 2 n 2 d1 21 d 0 20 ) REF D 2n 输入数 字量
返回
分辨率为0.001，分辨 输出最小电压为1mV
制作指导
8位集成DAC芯片DAC0832
1.电路框图及引脚说明
返回
C S ：片选信号输入，低电平有效。 WR1 ：写信号1输入端，低电平有效，该信号用于控 制把外部数据写入输入寄存器中。
WR 2 ：写信号2输入端，低电平有效。
AGND、DGND：分别为模拟地和数字地，应连在一起。 D0~D7：为8位数字数据输入端。 UREF：基准电压输入端，电压范围为-10V~+10V。 Rfb：反馈电阻引出端。 Iout1：电流输出1端，在DAC的电流输出转换为电压输 出时，该端应和运放的反相端一起连接。 Iout2：电流输出2端，在DAC的电流输出转换为电压输 出时，该端应和运放的同相端一起接地。 X FER ：为传送控制信号输入端，低电平有效。 ILE：输入寄存器允许信号端，高电平有效。 UCC：电源电压，范围为+5~+15V，+15V最佳。
左右，幅度大于2 V。用示波器的一个探头测量CP信号，另一个探头依次 测量DAC0832的DI0—DI7的波形，观察示波器上显示的两个波形的频率关 系。DI0信号波形的频率应为CP的二分频，DI1的频率为CP的四分频，DI2 为CP的八分频，依次类推。测试正确，说明由两片74LS161构成的八位二 进制计数器工作正常。
2.转换精度 D/A转换器的转换精度是指实际输出电压与理论输出电 压之间的偏离程度。通常用最大误差与满量程输出电压之 比的百分数表示。 3.线性度 反映DAC实际转换曲线相对于理想转换直线的最大偏 差，通常以占满量程的百分数表示。 4.转换时间 输入数字信号起，到输出电流或电压达到稳态值所需 要的时间。输出建立时间一般为几纳秒到几微秒。
返回
设计思路
两片74LS161构成8位二进制计数器，计数器的输出状态 在00000000—11111111之间变化。 DAC0832将计数器输出的 8 位二进制信息转换为模拟电 压。数模转换器有28=256个模拟电压输出。 输出锯齿波的频率f0和计数脉冲频率fcp的关系为： f0=fcp/256。
CP 1 0k Hz
7 4LS1 61
＋5 V
7 10 2 9 1
CEP CET CLK PE MR
＋1 5V
7 4LS1 61
参考电路图
20
3 4 5 6
P0 P1 P2 P3
Q0 Q1 Q2 Q3 TC
14 13 12 11 15
VC C
返回
项目验收
内容一：IC的识别与检测
（1）简述DAC0832、运放741等的功能。 （2）根据功能表简述其使用注意事项。
返回
倒T型电阻网络D/A转换器的特点： ①优点：电阻种类少，只有R和2R，提高了制造精度； 而且支路电流流入求和点不存在时间差，提高了转换 速度。 ②应用：它是目前集成D/A转换器中转换速度较高且 使用较多的一种，如8位D/A转换器DAC0832，就是采 用倒T型电阻网络。
返回
[例] 已知倒置T型电阻网络DAC的UREF =20V，试分别求出 八位DAC的最小（最低位为1时）输出电压Uomin和最大输出 电压Uomax。
P0 P1 P2 P3 CEP CET CLK PE MR
Q0 Q1 Q2 Q3 TC
14 13 12 11 15 DAC0 83 2 17 Xfer 1 CS 13 14 15 16 4 5 6 7 DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0 2 WR1 18 WR2 19 ILE ＋5 V Vr ef Rf b Iou t2 Iou t1 8 9 12 11 + 7 41 uO ＋1 0V
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（3） D/A转换器的位数越多，能够分辨的最小输出电压变化量就越小。 ）
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（5） 一个无符号8位数字量输入的DAC，其分辨率为8位。（
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（6）一个无符号4位权电阻DAC，最低位处的电阻为40KΩ，则最高位处电 阻为10KΩ。 （
?
）
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UREF 2R R 2R R …… 2R R 2R R 2R 2R
模 u0 拟 量 输 出
倒T型电阻网络D/A转换器原理图 电阻解码网络中，电阻只有R和2R两种，并构成倒T型电阻网络。当di= 1时，相应的开关Si接到求和点；当di=0时，相应的开关Si接地。但由于虚 短，求和点和地相连，所以不论开关如何转向，电阻2R总是与地相连。这 样，倒T型网络的各节点向上看和向右看的等效电阻都是2R，整个网络的等 效输入电阻为R。
1.分辨率 通常指分辨输出的最小电压与最大电压之比，即n位 的D/A转换器分辨率为： U 1 分辨率 LSB n U FSR 2 1 [例]UREF =10V，求8位的D/A转换器的分辨率。 1 分辨率 8 0.004 2 1 分辨出最小电压为： V 0.004 40m V 10
返回
源自文库
项目要求
设计并制作锯齿波发生器，要求如下：
输入10kHz脉冲信号；
输出频率为39Hz； 基准电压10V； 峰值约为10V； 分辨率8位。
返回
项目引导
（1）小组制订工作计划。 （2）完成锯齿波发生器的逻辑电路设计。 （3）画出布线图。
（4）完成锯齿波发生器的电路所需元器件的购买与检测。
（5）根据布线图制作锯齿波发生器。 （6）完成锯齿波发生器电路的功能检测和故障排除。 （7）通过小组讨论完成电路的详细分析及编写项目实训 报告。
解：由公式 uo VREF N n 2
20 1 0.08V 8 2 当数字量各位均为 1时输出电压最大 , 故八位 DAC的最大输出电压为 20 uo max 8 (28 1) 19.92V 2 得到八位 DAC的最小输出电压 uo min
返回
三、D/A转换器的主要技术指标
返回
（2）用示波器测量运放741的输出信号，记录输出波形的形状、
频率和幅度。如果电路工作正常，其输出应为一个锯齿波。
（3）改变输入脉冲CP的频率，观察输出波形的频率变化；改变
数模转换器DAC0832第8脚Vref的大小，观察输出波形的幅值变化 情况。
返回
3 4 5 6 7 10 2 9 1 ＋5 V
返回
o
VREF 2n
权电阻网络D/A转换器的特点：
①优点：结构简单，电阻元件数较少；
②缺点：阻值相差较大，制造工艺复杂。
返回
二、R-2R倒T型电阻网络D/A转换电路
(MSB) dn-1 dn-2
数字量输入
d2 d1
RF (R)
(LSB) d0 －A +
Sn-1
Sn-2
S2
S1
S0
求和点
内容二：项目功能测试
（1）分组汇报项目的学习与制作情况。 （2）分组通电演示电路功能并回答有关问题。
返回
内容三：项目功能测试
使用。 （
快点来 做题呀！
（1）权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，因此被广泛
?
）
（2） D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压UREF 。（ （ （4） D/A转换器的位数越多，转换精度越高。（
CP 1 0k Hz
7 4LS1 61
＋5 V
7 10 2 9 1
CEP CET CLK PE MR
＋1 5V
7 4LS1 61
锯齿波发生器电路图
20
3 4 5 6
P0 P1 P2 P3
Q0 Q1 Q2 Q3 TC
14 13 12 11 15
VC C
返回
项目学习
[知识链接] 数/模转换器（D/A转换器）
外接的运放741将0832转换后的电流输出转换为电压输 出，输出电压与参考电压UREF成正比。
提示：请点击各图标观看。
返回
安装与调试 安装
按正确方法插好IC芯片，连接线路。电路可以连接在自制的PCB(印 刷电路板)上，也可以焊接在万能板上，或通过“面包板”插接。
调试
（1）在74LS161的脉冲输入CP端接信号源，将信号源的频率调为10 kHz
返回
[知识链接] 数/模转换器（D/A转换器）
一、权电阻网络D/A转换电路
UREF (MSB) dn-1 dn-2
数字量输入
d2 d1
(LSB) d0
双向模拟开关
Sn-1 In-1 20 R Sn-2 In-2 21R … S2 I2 2n-3R S1 I1 2n-2R S0 I0 2n-1R I － A + RF (R/2)
项
目
九
锯齿波发生器的设计与制作
目 录
学习目标
项目要求 项目引导
项目学习 制作指导 项目验收
学习目标
知识目标
了解D/A转换(数字信号转换为模拟信号)的基本原
理和典型电路；掌握集成D/A转换器及其应用；掌握锯
齿波发生器的电路组成与工作原理。 能力目标 会正确使用集成电路DAC0832、74LS161和运算放大器741。 能完成锯齿波发生器的设计、组装和调试。
权电阻
权电阻网络DAC原理图 权电阻的排列顺序和权值的排列顺序相反。
模 拟 u0 量 输 出
返回
运算放大器
原 理
参考电源
权电阻网络
求和放大器 模拟开关
任务：求出输出模拟电压o与输入数字量d3d2d1d0间的关系。 o RF i RF ( I3 I 2 I1 I 0 )
返回
DAC0832的主要特性参数：
分辨率为8位； 电流稳定时间1us； 可单缓冲、双缓冲或直接数字输入； 只需在满量程下调整其线性度； 单一电源供电（+5V—+15V）； 低功耗，200mW。
2.工作方式
根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制 方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双 缓冲方式。
返回
3 4 5 6 7 10 2 9 1 ＋5 V
P0 P1 P2 P3 CEP CET CLK PE MR
Q0 Q1 Q2 Q3 TC
14 13 12 11 15 DAC0 83 2 17 Xfer 1 CS 13 14 15 16 4 5 6 7 DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0 2 WR1 18 WR2 19 ILE ＋5 V Vr ef Rf b Iou t2 Iou t1 8 9 12 11 + 7 41 uO ＋1 0V
输入数 R VREF d 3 d 2 d1 d 0 ( 0 1 2 3) 字量 2 R 2 2 2 2 VREF 4 (d3 23 d 2 22 d1 21 d0 20 ) 2 V (d n1 2 n 1 d n 2 2 n 2 d1 21 d 0 20 ) REF D 2n 输入数 字量
返回
分辨率为0.001，分辨 输出最小电压为1mV
制作指导
8位集成DAC芯片DAC0832
1.电路框图及引脚说明
返回
C S ：片选信号输入，低电平有效。 WR1 ：写信号1输入端，低电平有效，该信号用于控 制把外部数据写入输入寄存器中。
WR 2 ：写信号2输入端，低电平有效。
AGND、DGND：分别为模拟地和数字地，应连在一起。 D0~D7：为8位数字数据输入端。 UREF：基准电压输入端，电压范围为-10V~+10V。 Rfb：反馈电阻引出端。 Iout1：电流输出1端，在DAC的电流输出转换为电压输 出时，该端应和运放的反相端一起连接。 Iout2：电流输出2端，在DAC的电流输出转换为电压输 出时，该端应和运放的同相端一起接地。 X FER ：为传送控制信号输入端，低电平有效。 ILE：输入寄存器允许信号端，高电平有效。 UCC：电源电压，范围为+5~+15V，+15V最佳。
左右，幅度大于2 V。用示波器的一个探头测量CP信号，另一个探头依次 测量DAC0832的DI0—DI7的波形，观察示波器上显示的两个波形的频率关 系。DI0信号波形的频率应为CP的二分频，DI1的频率为CP的四分频，DI2 为CP的八分频，依次类推。测试正确，说明由两片74LS161构成的八位二 进制计数器工作正常。