1、NO.*课题二十六数模转换的基本原理和类型教师授课教案课程名称：数字电子技术班级：20 0 年至 20 0 年第编制日期： 20 0 年学期第月日次课教学单元（章节）：92D/A 转换的基本原理和类型目的要求：1、理解 D/A 转换的基本原理2、了解 D/A 转换器的类型知识要点：D/A 转换的基本原理D/A 转换器的类型技能要点：掌握 D/A 转换的基本原理教学步骤：1、复习 A/D 转换器转换的基本原理及转换器的类型2、介绍 D/A 转换的基本原理教具及教学手段：课堂讲授举例说明作业布置情况：课后习题9 6； 9 7课后分析与小结：授课教师：授课日期： 20年月日教学内容板书或旁注1N0.
2、*NO.*复习：A/D 转换器转换的基本原理及转换器的类型新课一、 D/A 转换的基本原理D/A 转换器（ DAC ）：将离散的数字量转换为连续变化的模拟量的电路。转换思路：将每一位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表每位的模拟量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比如：若 D0 Dn-1 为输入的 n 位二进制数字量（其十进制最大为2n-1）。 D0 为最低位（ LSB ）， Dn-1 为最高位（ MSB ）， uO 为输出模拟量， Vref 为实现转换所需的参考电压（又称基准电压）一般有： u0=D/A 转换器的基本组成有 4 部分：即电阻译码网络、模拟开关、基准电源和求和运算放
3、大器。二、 D/A 转换器的类型据工作原理基本上分为两大类：权电阻网络和T 型电阻网络D/A转换。按工作方式分有电压相加型D/A 转换及电流相加型D/A 转换；按输出模拟电压极性又可分为单极性D/A 转换和双极性D/A 转换此 类 DAC 由权电阻网络、模拟开关和运算放大器组成。 Vref 为基准电压。电阻网络的各电阻的值呈二进制权的关系，并与输入二进制数字量对应的位权成比例关系1权电阻DAC4 位二进制权电阻DAC 的电路如上图所示图中：输入数字量D3、D2 、D1 和 D0 分别控制模拟电子开关S3、S2、S1 和 S0 的工作状态。 当 Di 为 “ 1时”，开关 Si 接通参考电压Vr
4、ef ；当 Di 为 “0时”，开关Si 接地。这样流过所有电阻的电流之和I 就与输入的数教学内容板书或旁注2N0.*NO.*字量成正比。求和运算放大器总的输入电流为：I=(=若运算放大器的反馈电阻 Rf=R/2 ，由于运放的输入电阻无穷大，所以 If=i ，则运放的输出电压为=对于 n 位的权电阻D/A 转换器，其输出电压为权电阻网络DAC 的优点是电路结构简单，适用于各种权码。其主要缺点是构成网络电阻的阻值范围较宽，品种较多。为保证D/A 转换的精度，要求电阻的阻值很精确，这给生产带来了一定的困难。因此在集成电路中很少采用2倒 T 型 DAC下图为 4 位 R 2R 倒 T 型 D/A 转
5、换器。 此 DAC 由 R、2R 两种阻值的电阻构成的倒T 型电阻网络、模拟开关和运算放大器组成。输入数字量 D3 、 D2、 D1 和 D0 分别控制模拟电子开关S3、 S2、 S1 和 S0的工作状态。当Di 为 “1时”，开关Si 接通右边，相应的支路电流流入运算放大器；当为“0”，开关时Si 接通左边，相应的支路电流流入地根据运算放大器虚短路的概念不难看出，分别从虚线A 、 B 、C、D 向右看的二端网络等效电阻都是2R，所以 I3=I 3 =Iref/2，I2=I 2=I 3/2=Iref/4，I1=I 1=I 2/2=Iref/8，I0=I 0=I 1/2=Iref/16。其中 I
6、ref为基准电压 Vref 输出的总电流，即 Iref=Vref/R 。假设所有开关都接右边，则有I=由左式可以看出，二进制权电 D/A 转换器的模拟输出电压与输入的数字量成正比关系。当输入数字量全为 0 时，DAC 输出电压为 0 V；当输入数字量全为 1 时，DAC 输出电压为 -(1-)倒 T 型 DAC的特点是：模拟开关不管处于什么位置，流过各支路 2R 的电流总是接近于恒定值；该D/A 转换器只采用 R 和 2R两种电阻，故在集成芯片中应用非常泛，是目前D/A 转换器中速度最快的一种板书或教学内容旁注3N0.*NO.*由于输入二进制数控制模拟开关，Di=1 表示开关接通右边，故有：I=)推广到 n 位，则有： I=)=若 Rf=R ，则运算放大器C 的输出为=-3电流激励DAC电路特点：电阻网络被呈二进制 “权 ”关系的恒流源所代替，输入数字量 D0 、 D1、 D2 通过模拟开关 S0、 S1、S2 分别控制相应的恒流源连接到输出端或地。由于采用恒流源，所以模拟开关的导通电阻对转换精度无影响输出电压：前面几种DAC ，模拟开关的导通电阻都串联接于各支路中，不可避免地要产生压降，引起转换误差。为了克服这一缺点，提高DAC 的转换精度，产生了电流激励DAC电 路 图见 书 本P175 图9、144N0.*
