1、概述一、数/模和模/数器是模拟、数字系统间的桥梁模/数（A/D）转换:Analog to Digital Converter （ADC）数/模（D/ A）转换:Digital to Analog Converter （DAC）数字计算机模拟系统A/D D/A二进制 二进制线性 线性存储分析控制物理生物化学PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 加热炉 温度检测 信号处理 采样保持A/D变换计算机控制D/A变换功率控制测温电路是把温度的变化转化为微弱的电压信号。该电压信号经放大、滤波，送入模数转换电路，经A/D转换器把电压信号转换为与温度变化相应的数字编码信号。然后，微
2、处理机系统根据水温控制模型进行计算，得到相应的控制输出数字信号。该数字信号可控制电力电子电路的电流大小，从而调整水温高低。加热炉 温度检测信号处理采样-保持功率控制D/A转换计算机控制A/D转换PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 二、常见数模、模数转换器应用系统举例压力传感器温度传感器流量传感器四路模拟开关数字控制计算机DAC模拟控制器模拟控制器液位传感器DACDAC模拟控制器模拟控制器生产控制对象DACADC物理量二进制信号模拟信号三、A/D、D/A 转换器的精度和速度精度保证转换的准确性速度保证适时控制PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版
3、本创建 一、D/A转换器的基本原理对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现数字/模拟转换。D/A转换器DDD01n-1.vo输入输出7.1 D / A转换器（DAC）DuO/V7654321001 010 011 100 101 110 111PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 二、D/A 转换的电路组成RRR2R2R 2R 2RUREFS0 S1 S2d0d0 d1 d2d1 d2电子开关 uO与Si相连的2R电阻均接“地”（地或虚地）。当di=1时，Si接运算放大器反相输入端（虚地），电流Ii
4、流入求和电路；当di=0时，Si将电阻2R接地。求和运放电阻网络PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 二、D/A 转换的电路组成RRR2R2R 2R 2RUREFS0 S1 S2d0d0 d1 d2d1 d2电子开关电阻网络求和运放当d2d1d0 = 100,II /2I/4I/8I/2I = UREF / RRIu 2O -= R RU 2REF-= 23REF 212 -= UuO三、工作原理PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 当d2d1d0 = 110,IRRR2R2R 2R 2RUREFuOI /2I/4I/8RIIu )42(
5、O +-=)2121(2123REF +-= URRURU )42( REFREF +-=PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 当d2d1d0 = 111,IRRR2R2R 2R 2RUREFuOI/2I/4I/8RIIIu )842(O +-=)212121(20123REF +-= URRURURU )842( REFREFREF +-=表达的一般形式)222(20011223REFO +-= dddUuPDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 三、输入为n 位二进制数时的表达式当 D = dn-1 dn-2d1 d0)22.2(2001
6、111REFO +-=- dddUu nnnDKDUu n =-= uREFO2Ku 转换比例系数nUK2REFu -=PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 输出电压： fRiv -=O )2(2304iiiREFf DVRR -= =D D D D(LSB) (MSB)S S S S00112233R+A voif16 82R2R+V2RRI4R4IREFI8II2R 2RIRII I16 22PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 7.1.2 DAC 的转换精度、速度和主要参数一、转换精度指D/A 转换器模拟输出产生的最小电压变化量与满
7、刻度输出电压之比，也可用输入的位数表示。为实际输出模拟电压与理想输出模拟电压间的最大误差。ULSBUFSR =12n1分辨率=LSB Least Significant Bit(二)转换误差可用占输出电压满刻度值的百分数表示或可用最低有效位（LSB）的倍数表示。如: （LSB）= 输入为0001 时输出模拟电压的一半。(一)分辨率（Resolution）FSR Full Scale RangePDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 二、转换速度（2）转换速率（SR）在大信号工作状态下模拟电压的变化率。（1）建立时间（tset）当输入的数字量发生变化时，输出电压变化到相
8、应稳定电压值所需时间。最短可达0.1S。PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 三、主要参数D/A 转换器5G7520 的主要参数参数名称 单位 参数值分辨率 位 10非线性度转换时间UREF全量程的% 0.05 %ns 500VV电源电压25 +255 35功 耗 mW 20温度系数 FSR 106/CPDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 四、集成DAC芯片举例1. 5G7520 的电路结构UREFIO1IO2d45G752012345678161514131211109VDDd3d2d1d0d5d6d7d8d9RfGNDuORIO1参考
9、电压源，可正可负。PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2. 应用电路单极性输出uOUREFIO1IO25G7520 2234 16151413VDDd0 d9 Rf1VEERRW1RW2RW3输入从0000000000 1111111111 变化时，uO从0 （1023/1024）UREF输出与输入的关系uOd9 d8 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0（1023 / 1024）UREF（1022 / 1024）UREF（1 / 1024）UREF01 1 1 1 1 1 1 1 1 111 1 1 1 1 1 1 1 00 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0模拟输出数码输入UREF 0，uO 逐次比较型 双积分型PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建
