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第一页，共二十七页，2022年，8月28日 9.2 D/A转换器 9.2.1 D/A转换器的基本原理及技术指标 典型的D/A转换器芯片通常由模拟开关、权电阻网络、缓冲电路等组成,其框图如下图所示。 典型D/A转换器芯片的组成框图 第二页，共二十七页，2022年，8月28日 4个开关从全部断开到全部闭合，运算放大器可以得到16种不同的电流输入。这就是说，通过电阻网络，可以把0000~1111转换成大小不同的电流，从而可以在运算放大器的输出端得到大小不同的电压。如果由数字0000每次增1，一直变化到1111就可以得到一个阶梯波电压，如图所示。 第三页，共二十七页，2022年，8月28日 9.2.2 D/A转换器的主要技术指标 1.分辨率 分辨率表示D/A转换器的1个LSB(最低有效位)输入使输出变化的程度。通常用数字量的位数来表示，如8位、12位等。对一个分辨率为n位的转换器，能够分辨满量程的2-n输入信号。 例如，分辨率为8位的D/A转换器能给出满量程电压的1/256(即1/28)的分辨能力。 第四页，共二十七页，2022年，8月28日 2. 精度 它表示由于D/A变换器的引入,使其输出和输入之间产生的误差。 D/A变换器的误差主要由下面几部分组成: ①非线性误差。 ②温度系数误差。 ③电源波动误差。 第五页，共二十七页，2022年，8月28日 3．建立时间 建立时间也称稳定时间，是指在D/A的数字输入端加上满量程的变化(如从全”0”变为全”1”)以后，其模拟输出稳定到最终值±1/2LSB时所需的时间。当输出的模拟量为电流时，建立时间较短；当输出的模拟量为电压时，建立时间较长，主要是输出运算放大器所需的时间。 第六页，共二十七页，2022年，8月28日 4.输出电平 不同型号的D/A转换器的输出电平相差较大。一般电压型的D/A转换器输出为0~5V或0~10V；电流型的D/A转换器，输出电流为几毫安至几安。 5．线性误差 相邻两个数字量之间的差应是1LSB，即理想的转换特性应是线性的。在满量程范围内，偏离理想的转换特性的最大值称为线性误差。 6.温度系数 在规定的范围内，相应于温度每变化1℃，增益、线性度、零点偏移等参数的变化量。温度系数直接影响转换精度。 第七页，共二十七页，2022年，8月28日 DAC0832内部结构图 9.2.3 常用的D/A转换芯片 第八页，共二十七页，2022年，8月28日 1 20 2 19 3 18 4 17 5 16 6 15 7 14 8 13 9 12 10 11 CS WR 1 AGND D3 D2 D1 D0 V REF Rfb DGND VCC ILE WR 2 XFER D4 D5 D6 D7 IOUT 2 IOUT 1 DAC 0832 第九页，共二十七页，2022年，8月28日 DAC0832为20条引线的芯片,各引线定义如下: D0~D7——8条输入数据线; ILE——输入寄存器选通命令,它与 、 配合使输入寄存器的输出随输入变化; ——选片信号; ——写输入寄存器信号; ——写变换寄存器信号; ——允许输入寄存器数据传送到变换寄存器; 第十页，共二十七页，2022年，8月28日 VREF——参考电压输入端,其电源电压可在 —10V~+10V范围中选取; IOUT1、IOUT2——D/A转换器差动电流输出; Rfb——反馈端,接运算放大器输出; AGND——模拟信号地; DGND——数字信号地; VCC——电源电压,可用+5V(或+15V) 第十一页，共二十七页，2022年，8月28日 DAC0832的几种典型输出连接方式 ①单极输出电路。单极性输出电路如图所示。D/A芯片输出电流i经输出电路转换成单极性的电压输出。 第十二页，共二十七页，2022年，8月28日 ② 双极性输出电路。 由电路参数计算可得到最后的输出电压表达式为 设U1为0~-5V,则选取UREF为+5V。那么 UOUT=0~10V-5V=-5V~5V IOU