數(shù)字電子電路第五章

1．了解數(shù)/模轉(zhuǎn)換和模/數(shù)轉(zhuǎn)換的概念及其應(yīng)用。2．了解數(shù)字式電壓表的原理。3．會識別典型數(shù)/模轉(zhuǎn)換和模/數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的引腳，了解其功能。4．會搭接數(shù)/模轉(zhuǎn)換應(yīng)用電路，并檢測其轉(zhuǎn)換特性。DVD的攝錄和播放音像錄播模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)/模轉(zhuǎn)換自動控制原理框圖§5-1數(shù)/模轉(zhuǎn)換器

定義：從數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換，簡稱D/A。實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的電路稱為D/A轉(zhuǎn)換器，簡稱DAC。D/A轉(zhuǎn)換示意圖

三位二進(jìn)制DAC轉(zhuǎn)換特性一、倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器1.D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換電路圖電阻網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)對地等效電阻及電流從基準(zhǔn)電源看進(jìn)去整個電阻網(wǎng)絡(luò)的等效電阻也為R，因此基準(zhǔn)電源提供的電流恒為，各支路電流分別為：流入集成運(yùn)放反相輸入端的總電流為：輸出模擬電壓為：對于n位二進(jìn)制數(shù)，則有上式括號內(nèi)為n位二進(jìn)制數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值，可用（N）D表示，則上式可改寫為：【例】在D/A轉(zhuǎn)換電路中，輸入二進(jìn)制數(shù)D3D2D1D0=1100，若外接基準(zhǔn)電壓VREF=－5V，則經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，輸出電壓為多大？當(dāng)D3D2D1D0=0000或D3D2D1D0=1111時，輸出電壓又各為多大？

解：當(dāng)D3D2D1D0=1100時，當(dāng)D3D2D1D0=0000時，當(dāng)D3D2D1D0=1111時，2．D/A轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)（1）分辨率定義：D/A轉(zhuǎn)換器的最小輸出電壓（對應(yīng)輸入數(shù)字量僅最低位為1）與最大輸出電壓（對應(yīng)輸入數(shù)字量各有效位全為1）之比，位數(shù)分辨率

輸出最大電壓（V）輸出最小電壓（V）40.06711.250.7580.003911.950.04688100.00097811.990.011719不同位數(shù)D/A轉(zhuǎn)換器的比較（2）轉(zhuǎn)換精度（轉(zhuǎn)換誤差）定義：是指D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出模擬電壓值與理論輸出模擬電壓值之差。（3）轉(zhuǎn)換時間（建立時間）定義：是指D/A轉(zhuǎn)換器從輸入數(shù)字信號開始到輸出模擬電壓達(dá)到穩(wěn)定值所用的時間。二、AD7520D/A轉(zhuǎn)換器1．引腳功能AD7520D/A轉(zhuǎn)換器a)實(shí)物圖b)引腳排列引腳序號符號功能④～?D9～D010位數(shù)字量的輸入端，D9為最高位，D0為最低位①IOUT1模擬電流輸出端，接運(yùn)放反相輸入端②IOUT2模擬電流輸出端，一般接地③GND接地端?VDD電源電壓端，接6V?VREF基準(zhǔn)電壓接線端?RF內(nèi)部反饋電阻輸出端AD7520各引腳功能2．功能測試D/A轉(zhuǎn)換器AD7520的實(shí)驗(yàn)電路輸入數(shù)字量輸出模擬電壓uoD9D8D7D6D5D4D3D2D1D0計(jì)算值實(shí)測值0000000000000000000100000001000000010000000110000001111111111000000000100000001111000000001111111111

D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換關(guān)系3．應(yīng)用舉例（1）增益可編程放大器增益可編程放大器（2）階梯波發(fā)生器階梯波發(fā)生器§5-2模/數(shù)轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換定義：從模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，簡稱A/D。A/D轉(zhuǎn)換器定義：實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的電路，簡稱ADC。一、A/D轉(zhuǎn)換基本原理A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化和編碼4個環(huán)節(jié)。1．取樣和保持取樣與保持a)電路圖b)波形圖2．量化和編碼（1）只舍不入法輸入模擬電壓量化值二進(jìn)制輸出0≤Uo<1/8V0V（0△）0001/8V≤Uo<2/8V1/8V（1△）0012/8V≤Uo<3/8V2/8V（2△）0103/8V≤Uo<4/8V3/8V（3△）0114/8V≤Uo<5/8V4/8V（4△）1005/8V≤Uo<6/8V5/8V（5△）1016/8V≤Uo<7/8V6/8V（6△）1107/8V≤Uo<1/8V7/8V（7△）111只舍不入法A/D轉(zhuǎn)換（2）有舍有入法輸入模擬電壓量化值二進(jìn)制輸出0≤Uo<1/15V0V（0△）0001/15V≤Uo<3/15V2/15V（1△）0013/15V≤Uo<5/15V4/15V（2△）0105/15V≤Uo<7/15V6/15V（3△）0117/15V≤Uo<9/15V8/15V（4△）1009/15V≤Uo<11/15V10/15V（5△）10111/15V≤Uo<13/15V12/15V（6△）11013/15V≤Uo<1V14/15V（7△）111有舍有入法A/D轉(zhuǎn)換二、逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器原理框圖逐次逼近測電壓過程數(shù)字式儀表三、ADC0809A/D轉(zhuǎn)換器1．引腳排列ADC0809外形和引腳排列a)實(shí)物圖b)引腳排列應(yīng)用ADC0809時，如果要求模擬信號從IN4通道通入，A2、A1、A0應(yīng)該如何設(shè)置？2．功能測試A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809的測試電路圖地址被選模擬通道輸入模擬量輸出數(shù)字量十進(jìn)制A2A1A0ui(V)D7D6D5D4D3D2D1D0000INO4.5001IN14.00