數(shù)電數(shù)~模轉(zhuǎn)換器

1、18 數(shù)數(shù)/模與模模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)轉(zhuǎn)換基本要求：基本要求： 1、了解典型的、了解典型的D/A和和A/D轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)，理解其轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)，理解其工作原理及應(yīng)用；工作原理及應(yīng)用； 2、了解、了解D/A和和A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)。轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)。1、電信號(hào)分類：電信號(hào)分類：l模擬信號(hào)：時(shí)間上、數(shù)值上均連續(xù)；模擬信號(hào)：時(shí)間上、數(shù)值上均連續(xù)；l數(shù)字信號(hào)：時(shí)間上、數(shù)值上均離散；數(shù)字信號(hào)：時(shí)間上、數(shù)值上均離散；l采樣（取樣）信號(hào)：時(shí)間上離散、數(shù)值上連續(xù)。采樣（取樣）信號(hào)：時(shí)間上離散、數(shù)值上連續(xù)。8.1概述概述2 能將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的電路，稱為數(shù)能將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的電路，稱為

2、數(shù)/模轉(zhuǎn)模轉(zhuǎn)換器，簡稱換器，簡稱D/A 轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。 能將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱為模能將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡稱換器，簡稱A/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。 溝通模擬電路與數(shù)字電路的橋梁，是計(jì)算機(jī)和許溝通模擬電路與數(shù)字電路的橋梁，是計(jì)算機(jī)和許多電子系統(tǒng)中不可或缺的接口電路。多電子系統(tǒng)中不可或缺的接口電路。完整的電子系統(tǒng)通常是模擬數(shù)字混合系統(tǒng)。完整的電子系統(tǒng)通常是模擬數(shù)字混合系統(tǒng)。3、D/A和和A/D轉(zhuǎn)換器的功用轉(zhuǎn)換器的功用2、D/A和和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器3(1) 自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)被控被控物理量物理量傳感器傳感器模擬模擬信號(hào)信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器數(shù)字?jǐn)?shù)字

3、信號(hào)信號(hào)DSPD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器模擬模擬信號(hào)信號(hào)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(2) 數(shù)字測量儀表數(shù)字測量儀表數(shù)字信號(hào)處理數(shù)字信號(hào)處理衰減器衰減器或放大器或放大器被測被測物理量物理量傳感器傳感器模擬模擬信號(hào)信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)信號(hào)計(jì)數(shù)譯碼計(jì)數(shù)譯碼顯示顯示4 模模擬擬信信號(hào)號(hào) 放放大大 A/D 編編碼碼 調(diào)調(diào)制制 發(fā)發(fā)射射 解調(diào)解調(diào) 解碼解碼 D/A 放大放大 執(zhí)行執(zhí)行 (3)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)接收端：接收端：發(fā)送端：發(fā)送端：58.2 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器一、實(shí)現(xiàn)一、實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的基本思路：轉(zhuǎn)換的基本思路：數(shù)字量是用代碼按數(shù)位組合起來表示的，每位代碼數(shù)字量是用代碼按數(shù)位組合起來表示

4、的，每位代碼都有一定的權(quán)（有權(quán)碼），都有一定的權(quán)（有權(quán)碼），要把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成與之成正比的模擬量，要把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成與之成正比的模擬量，2)將每一位數(shù)字量轉(zhuǎn)換成的模擬量相加。將每一位數(shù)字量轉(zhuǎn)換成的模擬量相加。即可得到與數(shù)字量成正比的總模擬量。即可得到與數(shù)字量成正比的總模擬量。必須：必須：1)用一個(gè)解碼網(wǎng)絡(luò)來分配各位的權(quán)，將每一位代用一個(gè)解碼網(wǎng)絡(luò)來分配各位的權(quán)，將每一位代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量；碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量；8.2.1 D/A轉(zhuǎn)換的基本原理轉(zhuǎn)換的基本原理6二、二、n位位D/A轉(zhuǎn)換器的方框圖：轉(zhuǎn)換器的方框圖：n位數(shù)字位數(shù)字量輸入量輸入數(shù)碼數(shù)碼寄存器寄存器n位模擬位模擬開關(guān)

5、開關(guān)解碼解碼網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)求和求和電路電路模擬量模擬量輸出輸出基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓三、三、 D/A轉(zhuǎn)換器的分類：轉(zhuǎn)換器的分類：按解碼網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)分按解碼網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)分權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型T形電阻網(wǎng)絡(luò)型形電阻網(wǎng)絡(luò)型倒倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)型形電阻網(wǎng)絡(luò)型權(quán)電流型權(quán)電流型權(quán)電容網(wǎng)絡(luò)型權(quán)電容網(wǎng)絡(luò)型開關(guān)樹型開關(guān)樹型7按模擬電子開關(guān)分按模擬電子開關(guān)分CMOS開關(guān)開關(guān)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器雙極型開關(guān)雙極型開關(guān)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器電流開關(guān)型電流開關(guān)型ECL電流開關(guān)型電流開關(guān)型非飽和型高速數(shù)非飽和型高速數(shù)字集成電路字集成電路轉(zhuǎn)換速度較低轉(zhuǎn)換速度較低轉(zhuǎn)換速度較高轉(zhuǎn)換速度較高8.2.3 倒倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)型形電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器一、

6、原理電路一、原理電路（以（以4位位D/A轉(zhuǎn)換器為例）轉(zhuǎn)換器為例）介紹預(yù)備知識(shí)：介紹預(yù)備知識(shí)：集成運(yùn)算放大器的線性運(yùn)用集成運(yùn)算放大器的線性運(yùn)用 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器:具有高輸入阻抗、低輸出阻抗、高具有高輸入阻抗、低輸出阻抗、高增益、低漂移的直耦式多級放大器。增益、低漂移的直耦式多級放大器。8C+v vIPv vINv vO同相同相輸入端輸入端反相反相輸入端輸入端i idv vd集成運(yùn)放線性運(yùn)用時(shí)的兩個(gè)重要法則：集成運(yùn)放線性運(yùn)用時(shí)的兩個(gè)重要法則：1、虛短：虛短：兩輸入端的電位兩輸入端的電位差為零。差為零。即：即： v vd = v vIP - v vIN =02、虛斷：虛斷：流入兩輸入端流入兩輸入

7、端的電流為零。的電流為零。即：即： i id =0 i id =0i iF = i i1 v vP = v vN =0 v vO = - i iFRFC+v vIv vOR1RFi i1i iFv vPv vNi idv vd910.1.2D0D3 :待轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)；待轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)； v vo :模擬電壓輸出；模擬電壓輸出；R-2R：組成倒組成倒T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)；型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)；+ VREF :基準(zhǔn)電壓；基準(zhǔn)電壓；S0 S3 :受受Di 控制的模擬開關(guān)，當(dāng)控制的模擬開關(guān)，當(dāng)Di =1時(shí)，時(shí)， Si打向右側(cè)，與打向右側(cè)，與運(yùn)放運(yùn)放A的反相輸入端相連；當(dāng)?shù)姆聪噍斎攵讼噙B；當(dāng)Di =0時(shí)，時(shí)，

8、Si打向左側(cè)，與運(yùn)打向左側(cè)，與運(yùn)放放A的同相輸入端相連；的同相輸入端相連；運(yùn)放運(yùn)放A:組成求和及電流組成求和及電流-電壓轉(zhuǎn)換電路電壓轉(zhuǎn)換電路(外接外接)。P257 圖圖8-2-410AABBCCDD 1、根據(jù)運(yùn)放、根據(jù)運(yùn)放A線性運(yùn)用時(shí)的虛短線性運(yùn)用時(shí)的虛短（現(xiàn)為虛地）（現(xiàn)為虛地）法則，法則，無論無論Si打向何處，與之相連的打向何處，與之相連的2R電阻均接電阻均接“地地”；即流；即流經(jīng)經(jīng)2R電阻的電流與電阻的電流與Si的位置無關(guān)。的位置無關(guān)。 2、則從、則從D、C、B、A向左看的二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻向左看的二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻均為均為R。二、工作原理：二、工作原理：則，從基準(zhǔn)電壓源提供的總電流則，從

9、基準(zhǔn)電壓源提供的總電流I=VREF/R；11AABBCCDD3、流入每個(gè)、流入每個(gè)2R電阻的電流從高位到低位按電阻的電流從高位到低位按2的整數(shù)倍遞減。的整數(shù)倍遞減。即：流入各開關(guān)支路的電流（從右至左）分別為即：流入各開關(guān)支路的電流（從右至左）分別為I/2、 I/4 、 I/8 、 I/16 。4、總電流為、總電流為)2(2)2222(30413223140iiiREFREFDRVDDDDRVi5、輸出模擬電壓為、輸出模擬電壓為)2(2304iiiREFffoDVRRRiv12 6、將輸入數(shù)字量擴(kuò)展到、將輸入數(shù)字量擴(kuò)展到n位，則，倒位，則，倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器輸出模擬量與輸入數(shù)字

10、量的一般關(guān)系式為：轉(zhuǎn)換器輸出模擬量與輸入數(shù)字量的一般關(guān)系式為：BiniinREFffoKNDVRRRiv)2(210nREFfVRRK2其中其中n位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)的十進(jìn)制數(shù))2(10niiiBDNv vo NB若取若取 Rf=R，則，則nREFVK2BnREFiniinREFfoNVDVRiv2)2(210比例系數(shù)比例系數(shù)131、各支路電流直接流入運(yùn)放的輸入端，之間不存在傳、各支路電流直接流入運(yùn)放的輸入端，之間不存在傳輸上的時(shí)間差，所以轉(zhuǎn)換速度較快；輸上的時(shí)間差，所以轉(zhuǎn)換速度較快；2、模擬開關(guān)在地、模擬開關(guān)在地-地之間轉(zhuǎn)換，減少了動(dòng)態(tài)過程中輸出地之間轉(zhuǎn)換，減少了動(dòng)態(tài)過程中

11、輸出端可能出現(xiàn)的尖脈沖。端可能出現(xiàn)的尖脈沖。常用集成電路有：常用集成電路有：AD7520（10位）、位）、AD7533 （10位）等位）等三、倒三、倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)型形電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)是目前廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)換速度較快的是目前廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)換速度較快的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器14AD7533D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 D2 D7 O D0 D1 2R 2R 2R 2R R R D8 D9 R R R 2R 2R 2R + R IOUT1 IOUT2 VREF AD7533 RF 10K 10K 20K 使用使用:1):1)要外接運(yùn)放，要外接運(yùn)放， 2)2)運(yùn)放的反饋電阻可使用內(nèi)部電阻運(yùn)放的反饋

12、電阻可使用內(nèi)部電阻 ， 也可采用外接電阻也可采用外接電阻10位位CMOS電流開關(guān)型電流開關(guān)型D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 9iREFfOi100(2 )2iVRDR BREFiiiREFNVDV1090102)2(2取取 Rf=R時(shí)時(shí)若用不完若用不完10位，則位，則多余的高位輸入端多余的高位輸入端Di要全部接地！要全部接地！15四、四、CMOS模擬開關(guān)電路模擬開關(guān)電路(不講不講)T1T3：電平移動(dòng)電路，使輸入端可與：電平移動(dòng)電路，使輸入端可與TTL電平兼容，電平兼容，T4T5和和T6T7組成兩個(gè)反相器，分別作為模擬開關(guān)管組成兩個(gè)反相器，分別作為模擬開關(guān)管T8T9的驅(qū)動(dòng)電路；的驅(qū)動(dòng)電路；T8T9構(gòu)成單刀雙

13、擲開關(guān)。構(gòu)成單刀雙擲開關(guān)。附帶提醒：附帶提醒：若實(shí)際輸入數(shù)字量少于若實(shí)際輸入數(shù)字量少于10位，對多余輸入端如何處理？位，對多余輸入端如何處理？100101增強(qiáng)型增強(qiáng)型P型溝道型溝道增強(qiáng)型增強(qiáng)型N型溝道型溝道增強(qiáng)型增強(qiáng)型N型溝道型溝道多余的高位輸入端全多余的高位輸入端全部接地！部接地！9.1.616五、為提高轉(zhuǎn)換精度，對電路參數(shù)的要求五、為提高轉(zhuǎn)換精度，對電路參數(shù)的要求（1）基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性要好；）基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性要好；（2）倒）倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)中形電阻網(wǎng)絡(luò)中R和和2R阻值比值的精度要高；阻值比值的精度要高；（3）每個(gè)模擬開關(guān)的開關(guān)電壓降要相等；）每個(gè)模擬開關(guān)的開關(guān)電壓降要相等；（4）模擬開關(guān)的導(dǎo)

14、通電阻應(yīng)按）模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻應(yīng)按2的整數(shù)倍遞增。的整數(shù)倍遞增。倒倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)型形電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器對元件參數(shù)要求高！轉(zhuǎn)換器對元件參數(shù)要求高！178.2.4 權(quán)電流型權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器（P259圖圖8-2-6） 用一組恒流源代替倒用一組恒流源代替倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)，恒流源從高位到形電阻網(wǎng)絡(luò)，恒流源從高位到低位依次為低位依次為I/2、 I/4、 I/8、 I/16。 則，各支路權(quán)電流的大小不受開關(guān)導(dǎo)通電阻和壓降的則，各支路權(quán)電流的大小不受開關(guān)導(dǎo)通電阻和壓降的影響，即降低了對開關(guān)電路的要求，提高了轉(zhuǎn)換精度。影響，即降低了對開關(guān)電路的要求，提高了轉(zhuǎn)換精度。MSBLSB188.2.4 權(quán)電流

15、型權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器（P259圖圖8-2-6）MSBLSB012316842DIDIDIDIRRivffO00112233422222DDDDRIf30422iiifDRI1900112233422222DDDDRIvfo實(shí)際的權(quán)電流實(shí)際的權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器電路轉(zhuǎn)換器電路REF32O32401110(222)22ffR Vi RDDRDD電壓恒定電壓恒定各各BJT的的 發(fā)射發(fā)射結(jié)電壓相等結(jié)電壓相等基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路 (MSB) D1 D0 (LSB) i Rf O D3 D2 S3 S2 S1 S0 8I 16I 4I 2I VREF + A1 R1 + A2 IBB I

16、EC IEO IE1 IE2 IE3 IREF Tr T3 T2 T1 T0 TC R 2R 2R 2R 2R 2R R R R VEE I = IREF =1RREFV 偏偏 置置 電電 流流 16I + +多發(fā)射極多發(fā)射極三極管三極管208.2.5 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出方式轉(zhuǎn)換器的輸出方式一、單極性輸出一、單極性輸出: 若輸入二進(jìn)制數(shù)的每一位都是數(shù)字位，即均為正若輸入二進(jìn)制數(shù)的每一位都是數(shù)字位，即均為正數(shù)，輸出模擬電壓為數(shù)，輸出模擬電壓為0V滿度值。滿度值。 則，選擇不同的電路形式或不同的參考電壓極性則，選擇不同的電路形式或不同的參考電壓極性即可實(shí)現(xiàn)。即可實(shí)現(xiàn)。1、反相電壓輸出、反相電壓輸出

17、v vo=i iRf倒倒T型型電阻網(wǎng)絡(luò)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A.D0D1Dn-1VREFRfv voAI212、同相電壓輸出、同相電壓輸出v vo= i iR（1+R2/ R1）8位單極性輸出位單極性輸出D/A的輸入的輸入/輸出關(guān)系輸出關(guān)系見見P261表表8-2-1I倒倒T型型電阻網(wǎng)絡(luò)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A.D0D1Dn-1VREFR2v voAR1R22 256255REFV 256129REFV 256128REFV 256127REFV 2561REFV 2560REFV表表8-2-1 8位位D/A轉(zhuǎn)換器在單極性輸出時(shí)的輸入轉(zhuǎn)換器在單極性輸出時(shí)的輸入/輸出關(guān)系輸出關(guān)系0000000010000000111

18、11110000000011000000111111111模擬量模擬量 數(shù)字量數(shù)字量MSB LSB)256255(maxREFoVv)2561(minREFoVv23 輸入的數(shù)字量有正負(fù)極性，則輸出的模擬電壓也有正輸入的數(shù)字量有正負(fù)極性，則輸出的模擬電壓也有正負(fù)極性，即從負(fù)極性，即從滿度值滿度值 +滿度值。滿度值。雙極性雙極性D/A轉(zhuǎn)換常用的編碼方式有：轉(zhuǎn)換常用的編碼方式有：2的補(bǔ)碼、偏移二進(jìn)制碼、符號(hào)的補(bǔ)碼、偏移二進(jìn)制碼、符號(hào)-數(shù)值碼等數(shù)值碼等二、雙極性輸出二、雙極性輸出 在二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算中，通常把帶符號(hào)的數(shù)值表示為補(bǔ)在二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算中，通常把帶符號(hào)的數(shù)值表示為補(bǔ)碼的形式，故介紹輸入為碼的形

19、式，故介紹輸入為2的補(bǔ)碼的正負(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換為正負(fù)極的補(bǔ)碼的正負(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換為正負(fù)極性的模擬電壓輸出的情況。性的模擬電壓輸出的情況。 P261表表8-2-2 列出了列出了8位位2的補(bǔ)碼、偏移二進(jìn)制碼與輸?shù)难a(bǔ)碼、偏移二進(jìn)制碼與輸出模擬量之間的關(guān)系出模擬量之間的關(guān)系1、偏移二進(jìn)制碼：、偏移二進(jìn)制碼：24十進(jìn)十進(jìn)制數(shù)制數(shù)2的補(bǔ)碼的補(bǔ)碼D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0偏移二進(jìn)制碼偏移二進(jìn)制碼D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0模擬量模擬量v vO/VLSB1270 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11271260 1 1 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1 1 0

20、12610 0 0 0 0 0 0 1100 0 0 0 0 0 0 00-11 1 1 1 1 1 1 1-1-1271 0 0 0 0 0 0 1-127-1281 0 0 0 0 0 0 0-1281 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 0 00 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0表表8-2-2常用雙極性編碼常用雙極性編碼注注: 其中其中VLSB=VREF/256注意注意0值代碼的區(qū)別！值代碼的區(qū)別！25注意注意:n位位2的補(bǔ)碼只有的補(bǔ)碼只有n-1位數(shù)值碼，最高位是符號(hào)位。位數(shù)值碼，最高位是符號(hào)位。符號(hào)位為符號(hào)位為0，表示

21、正數(shù)，正數(shù)和，表示正數(shù)，正數(shù)和0的補(bǔ)碼與原碼相同！的補(bǔ)碼與原碼相同！符號(hào)位為符號(hào)位為1，表示負(fù)數(shù)，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為反碼加，表示負(fù)數(shù)，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為反碼加1。什么是偏移二進(jìn)制碼？什么是偏移二進(jìn)制碼？ 則，偏移后的數(shù)中，只有大于則，偏移后的數(shù)中，只有大于128的才是正數(shù)，而小于的才是正數(shù)，而小于128的數(shù)為負(fù)數(shù)。的數(shù)為負(fù)數(shù)。比較表比較表8-2-2可知，可知，8位偏移二進(jìn)制碼是把位偏移二進(jìn)制碼是把8位二進(jìn)制補(bǔ)位二進(jìn)制補(bǔ)碼對應(yīng)的模擬量的零值偏移至碼對應(yīng)的模擬量的零值偏移至80H。即每個(gè)二進(jìn)制碼。即每個(gè)二進(jìn)制碼加加80H，即，即27。80H是十六進(jìn)制數(shù)，等于是十六進(jìn)制數(shù)，等于16 8 =128=27=1000

22、0000B若是若是n位二進(jìn)制碼，則是偏移位二進(jìn)制碼，則是偏移2n-1，并舍棄進(jìn)位。，并舍棄進(jìn)位。最簡的偏移方法：最簡的偏移方法：將將2的補(bǔ)碼的符號(hào)位求反！的補(bǔ)碼的符號(hào)位求反??？26(1)首先將首先將n位位2的補(bǔ)碼的補(bǔ)碼NB轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為n位偏移二進(jìn)制碼；位偏移二進(jìn)制碼；(2)將將n位偏移二進(jìn)制碼作為單極性位偏移二進(jìn)制碼作為單極性D/A轉(zhuǎn)換器的輸入；轉(zhuǎn)換器的輸入；(3)從單極性從單極性D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓中減去偏移量對應(yīng)的模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓中減去偏移量對應(yīng)的模擬電壓擬電壓2221REFREFnnVV3、雙極性輸出的、雙極性輸出的D/A轉(zhuǎn)換器電路轉(zhuǎn)換器電路:運(yùn)放運(yùn)放A2組成反相求和電路組成反相求和

23、電路,2、將、將2的補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為雙極性模擬電壓的方法：的補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為雙極性模擬電壓的方法：8位倒位倒T型電阻型電阻網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)D/AVREFD7D6D5. D0(補(bǔ)碼補(bǔ)碼)NBRf=R2R1R1R1i iv v1v voA1A2+27REFoVvv2112)22(1REFREFnnBVVNREFnBVN28位倒位倒T型電阻型電阻網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)D/AVREFD7D6D5. D0NBRf=R2R1R1R1i iv v1v voA1A2+288.2.6 D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)一、轉(zhuǎn)換精度一、轉(zhuǎn)換精度1、分辨率：、分辨率：用于表征用于表征D/A轉(zhuǎn)換器對輸入量微小變化的轉(zhuǎn)換器對輸入量微小變化的

24、敏感程度，定義為敏感程度，定義為D/A轉(zhuǎn)換器模擬輸出電壓可能被分離轉(zhuǎn)換器模擬輸出電壓可能被分離的等級數(shù)。的等級數(shù)。n位位DAC最多有最多有2n個(gè)模擬輸出電壓。位數(shù)越個(gè)模擬輸出電壓。位數(shù)越多多D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率越高。轉(zhuǎn)換器的分辨率越高。分辨率分辨率也可以用能分辨的最小輸出電壓與最大輸也可以用能分辨的最小輸出電壓與最大輸出電壓之比給出。出電壓之比給出。n位位D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率的轉(zhuǎn)換器的分辨率的理論理論精度精度可表示為可表示為121n29(1)比例系數(shù)誤差比例系數(shù)誤差基準(zhǔn)電壓偏離標(biāo)準(zhǔn)值引基準(zhǔn)電壓偏離標(biāo)準(zhǔn)值引起的誤差。起的誤差。比例系數(shù)誤差比例系數(shù)誤差實(shí)際實(shí)際理想理想2、轉(zhuǎn)換誤差：、轉(zhuǎn)換誤差： 指

25、對給定的數(shù)字量，指對給定的數(shù)字量，D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)際值與轉(zhuǎn)換器實(shí)際值與理論值之間的最大偏差。理論值之間的最大偏差。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：由于由于D/A轉(zhuǎn)換器中各元件參數(shù)值存在誤差，如基轉(zhuǎn)換器中各元件參數(shù)值存在誤差，如基準(zhǔn)電壓不夠穩(wěn)定或運(yùn)算放大器的零漂等各種因素的影響。準(zhǔn)電壓不夠穩(wěn)定或運(yùn)算放大器的零漂等各種因素的影響。 幾種轉(zhuǎn)換誤差：幾種轉(zhuǎn)換誤差： 比例系數(shù)誤差、比例系數(shù)誤差、 失調(diào)誤差、失調(diào)誤差、 非線性誤差等非線性誤差等30(2)失調(diào)誤差失調(diào)誤差由由集成運(yùn)集成運(yùn)放的零漂等引起的誤差。放的零漂等引起的誤差。(3)非線性非線性誤差誤差因素較多因素較多（如：解碼網(wǎng)絡(luò)的模擬開關(guān)（如：解碼網(wǎng)絡(luò)的模擬開關(guān)

26、的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電阻不同的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電阻不同等）等）失調(diào)或漂移誤差失調(diào)或漂移誤差理想理想實(shí)際實(shí)際非線性非線性誤差誤差311 1、D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器的建立時(shí)間的建立時(shí)間(t(tsetset) )二、二、D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度的轉(zhuǎn)換速度 輸入數(shù)字量輸入數(shù)字量NB從全從全0轉(zhuǎn)到全轉(zhuǎn)到全1時(shí)，輸出電壓達(dá)到規(guī)定的誤時(shí)，輸出電壓達(dá)到規(guī)定的誤差范圍差范圍(LSB/2)時(shí)所需的時(shí)間。時(shí)所需的時(shí)間。32結(jié)論：結(jié)論： 要獲得高精度要獲得高精度D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器，不僅要選擇位數(shù)較多不僅要選擇位數(shù)較多的高分辨率的高分辨率D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器，還要選用高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)還要選用高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)電壓和低零漂的集成運(yùn)放與之配合。電壓和低零漂的集成運(yùn)放與之配合。2、轉(zhuǎn)換速率、轉(zhuǎn)換速率(SR)在大信號(hào)工作狀態(tài)下，用模擬電壓的變化率來表示。在大信號(hào)工作狀態(tài)下，用模擬電壓的變化率來表示。338.2.7 集成集成D/A轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用(1) 數(shù)字式可編程增益控制電路數(shù)字式可編程增益控制電路 D2 D7 O D0 D1 2R 2R 2R 2R R R R D8 D9 R R R I 2R 2R 2R - + RF IOUT1 IOUT2 VREF a.D/A轉(zhuǎn)換器與集成運(yùn)放接成反相比例放大器；轉(zhuǎn)換