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文檔簡介
1、D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器是連接數(shù)字世界和模擬世界的橋梁,在現(xiàn)代信息技術(shù)中具有舉足輕重的作用。7.1 概 論D/A轉(zhuǎn)換器(Digital Analog Convertor,DAC)A/D轉(zhuǎn)換器( Analog Digital Convertor,ADC) 典型應(yīng)用系統(tǒng)之一多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 7.1 概 論 典型應(yīng)用系統(tǒng)之二聲音的存儲與回放系統(tǒng) 7.1 概 論一、D/A轉(zhuǎn)換器的基本概念 DACDvO7.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理數(shù)字量模擬量將數(shù)字量轉(zhuǎn)化成與其成正比的模擬量。以三位DAC為例,設(shè)K=1,可得出vO和D的關(guān)系D2D1D0vO0 0 00 V0 0 11 V0 1 0 2 V0 1
2、13 V1 0 04 V1 0 15 V1 1 06 V1 1 17 V7.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理1.電路結(jié)構(gòu)及工作原理7.2.2 權(quán)電阻型D/A轉(zhuǎn)換器模擬開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)輸入數(shù)字量輸出電壓參考電壓流過各電阻的電流為多少?7.2.2 權(quán)電阻型D/A轉(zhuǎn)換器(1)輸出電壓與輸入的數(shù)字量成正比;(2)輸出電壓與參考電壓極性相反;(3)如果數(shù)字量為n位的二進制數(shù),輸出電壓的變化范圍:結(jié)論:7.2.2 權(quán)電阻型D/A轉(zhuǎn)換器 由于電阻網(wǎng)絡(luò)中阻值范圍太寬,很難保證每個電阻均有很高精度,在集成DAC中很少采用。思考:DAC的精度與電路中的哪些參數(shù)有關(guān)?權(quán)電阻精度外加參考電源精度7.2.2 權(quán)電阻型D/A轉(zhuǎn)
3、換器7.2.3 R-2R網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器1.電路結(jié)構(gòu)T型電阻網(wǎng)絡(luò)參考電壓 由于R-2R網(wǎng)絡(luò)只有兩種阻值的電阻,因此最適合于集成工藝,集成D/A轉(zhuǎn)換器普遍采用這種電路結(jié)構(gòu)。2.工作原理進一步分析可得:7.2.3 R-2R網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器2.工作原理(續(xù))通過放大器A把電流i轉(zhuǎn)換成輸出電壓vO:7.2.3 R-2R網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器雙向CMOS模擬開關(guān)1.什么是乘法型DAC(Multiplying DAC,MDAC)?實現(xiàn)了模擬量和數(shù)字量的乘法運算乘法型DAC如果參考電壓用模擬信號來代替7.2.3 R-2R網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器2. 集成乘法型D/A轉(zhuǎn)換器AD75207.2.3 R-2R網(wǎng)絡(luò)型D/
4、A轉(zhuǎn)換器7.2.4 權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器1. 基本電路2. 實際電路7.2.4 權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器3. 8位高速權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器AD9708 7.2.4 權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器4. 電流轉(zhuǎn)換為電壓的兩種方法 7.2.4 權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器2.滿量程輸出電壓VFSV1.最小輸出電壓增量VLSB 7.2.5 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù) 分辨率常用輸入二進制數(shù)的有效位數(shù)表示。 3.分辨率:最小輸出電壓增量與最大輸出電壓的比值來表示。數(shù)字量為111時的輸出電壓值。數(shù)字量變化一個單位時,輸出電壓的變化量。 4.轉(zhuǎn)換精度(1)偏移誤差、增益誤差 7.2.5 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)(2)非線性誤差
5、 在滿量程范圍內(nèi),D/A轉(zhuǎn)換器實際值偏離理想轉(zhuǎn)換特性的最大值稱為積分非線性誤差I(lǐng)NL。 比如某12位D/A轉(zhuǎn)換器,其INL值為2LSB,如果基準電壓為,給定數(shù)字量為1000,那么輸出電壓可能是之間。7.2.5 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)(2)非線性誤差 在理想情況下,任意兩個相鄰輸入數(shù)據(jù)所對應(yīng)的輸出差值為1LSB,偏離這個理想值的最大偏差稱為微分非線性誤差DNL。 7.2.5 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)5.輸出建立時間普通DAC的建立時間為幾到幾百微秒;高速DAC的建立時間小于幾微秒;如MAXIM公司的MAX555為12位DAC,轉(zhuǎn)換速度為300MHz。 輸入數(shù)據(jù)改變到輸出進入規(guī)定的誤差范圍內(nèi)所需要的最大時間。7.2.5 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)2.數(shù)字信號接口特性1.轉(zhuǎn)換器的位數(shù)集成D/A轉(zhuǎn)換器的選擇 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)取決于對信號分辨能力的要求。3.模擬信號接口特性4.參考電壓5.動態(tài)特性 如是并行接口還是串行接口。 是電壓輸出還是電流輸出?是單極性還是雙極性? 是外置參考電壓還是內(nèi)置參考電壓? 主要指轉(zhuǎn)換速度。7.2.5 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù) 1. 波形發(fā)生器7.2.6 D/A轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用2.數(shù)控穩(wěn)壓電源7.2.6 D/A轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用3.數(shù)字式可編程增益
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