第三章（三）_过程输入输出通道模拟量输出通道（1）PPT课件.ppt

1、2018/9/24,1,第三章(三) 模拟量输出通道(1),2018/9/24,2,主要内容：模拟量输出通道的结构形式DA转换器及其接口 单极性和双极性电压输出电路V/I变换模拟量输出通道设计,2018/9/24,3,模拟量输出通道的组成结构,模拟量输出通道是计算机控制系统实现控制输出的关键，它的任务是将CPU输出的数字信号转换成模拟信号去驱动相应的执行机构，以达到控制的目的。模拟量输出通道一般由接口电路、D/A转换器、功率放大和V/I变换等部分组成。,一个实际的计算机控制系统中，往往需要多路的模拟量输出，模拟量输出通道的结构形式，主要取决于输出保持器的构成方式。其实现方法有数字保持和模拟保持

2、两种。,2018/9/24,4,模拟量输出通道的组成结构,优点：转换速度快，工作可靠。缺点：使用了较多的D/A转换器。,1、每个通道设置一个独立的D/A转换器（数字保持）,2018/9/24,5,模拟量输出通道的组成结构,用于通道数量多，速度要求不高的场合。节省DA转换芯片，可靠性相对较差。,2、多个通道共用一个D/A转换器，并辅以多路模拟开关和采样保持器来实现 （模拟保持）,2018/9/24,6,D/A转换器及其接口,模拟量输出通道的任务是把计算机输出的数字量变换为模拟电压或电流，并且输出给执行机构，驱动执行机构实现所要求的控制目的。模拟量输出通道的核心是数/模转换器(Digital/An

3、alog Converter,简称D/A转换器)。它是指将数字量转换成模拟量的元件或装置。,2018/9/24,7,D/A转换器的主要性能指标,分辨率：通常用D/A转换器输入二进制数的位数来表示。如8，10，12，16位等。分辨率为n位，表示D/A转换器输入二进制的最低有效位LSB与满量程输出的1/2n相对应。 稳定时间：是指输入数字信号的变化是满量程时，其输出达到稳定所需的时间（输出模拟信号达到离终值正负LSB/2所需的时间），也称为转换时间或建立时间。一般为几ms。 输出方式：大部分为电流输出，其值在20mA3A之间；若要获得电压输出，要通过反相器改变为电压输出，其值在010V之间。,20

4、18/9/24,8,D/A转换器- 8位D/A转换器DAC0832,1、 8位D/A转换器DAC0832（双缓冲）：具有两个输入锁存器的8位D/A转换器芯片，电流输出，能直接与计算总线连接，20脚双列直插封装。其主要性能为： 分辨率：8位； 电流稳定时间：1ms； 功耗：20mW； 电源电压Vcc：515V； 基准电压Vref：+10-10V 电平：逻辑输入电平与TTL电平兼容。,2018/9/24,9,DAC0832的内部结构,D/A转换器- 8位D/A转换器DAC0832,由8位输入寄存器、8位DCA寄存器、8位DA转换器和相应的选通控制逻辑电路4部分组成。,2018/9/24,10,D/

5、A转换器- 8位D/A转换器DAC0832-引脚功能,2018/9/24,11,DI7DI0是DAC0832的数字信号输入端；Iout1和Iout2是模拟电流输出端，输出的是与输入数字成比例的电流。需要外接运算放大器，才能得到模拟电压。Rfb是外部运算放大器的反馈电阻，连接运放的输出端，将Iout1和Iout2输出的电流转变为电压。 Iout1+Iout2=常数C，Iout1和Iout2与数字量D的关系如下：,D/A转换器- 8位D/A转换器DAC0832-引脚功能,2018/9/24,12,D/A转换器- 8位D/A转换器DAC0832-工作方式,2018/9/24,13,D/A转换器- 8

6、位D/A转换器DAC0832-工作方式,2018/9/24,14,2、 12位D/A转换器DAC1210：具有两级锁存缓冲器结构，可直接与8位或16位计算机的总线相连，电流输出，24脚双列直插封装。 主要性能： 分辨率：12位； 电流稳定时间：1ms； 电源电压Vcc：单电源供电，515V； 基准电压Vref：+10-10V 电平：逻辑输入电平与TTL电平兼容。,D/A转换器- 12位D/A转换器DAC1210,2018/9/24,15,12位D/A转换器DAC1210原理图,D/A转换器- 12位D/A转换器DAC1210,2018/9/24,16,其原理和控制信号与DAC0832基本相同。但有2点不同： 1、有12条数据线。第一级缓冲有两个寄存器，分为低4位和高8位并联。为的是便于和8位CPU数据总线连接，在和8位数据总线连接时，数据要分两次输出，先高8位后低4位，然后12位一起输出进行DA转换。,D/A转换器- 12位D/A转换器DAC1210,2018/9/24,17,D/A转换器- 12位D/A转换器DAC1210,