第十二章 数模和数模转换（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（重庆大学出版社）

1 第十二章 数模和数模转换 １．知识目标 （１）知道Ｄ／Ａ和 Ａ／Ｄ转换的概念及工作原理； （２）学会 Ｄ／Ａ和 Ａ／Ｄ转换的应用方法； （３）明白典型集成 Ｄ／Ａ 和集成 Ａ／Ｄ 转换电路的型号及引脚功能。 ２．能力目标 （１）会运用典型的集成Ｄ／Ａ转换电路； （２）会运用典型的集成Ａ／Ｄ转换电路。 2 第一节 数模转换 随着数字处理技术的发展，现在的电子设备和电子产品几乎都采用数字处理技术，如图12-1所示的电子小产品等。虽然在数字处理技术中应用的是数字信号，但是电信号的直接表现往往是模拟信号，所以需要进行模拟信号与数字信号之间的转换，这种转换又包括数模转换和模数转换两个方面。 一、数模转换的概念及应用 1.数模转换的概念 数模转换是指将数字量转换为模拟量(电压或电流)。实现数模转换的电路称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。D/A转换器的转换过程如图12-2所示。 3 4 5 2.数模转换的应用 现在的电视技术中广泛采用数字处理技术，如电视伴音的的大小采用6位二进制数表示(26=64)，即将输出音量的大小分为64个级别，6位不同的二进制数输出后，通过D/A转换得到一定的控制电压，去控制音量电路，使电视机的扬声器发出相应强弱的声音。 6 二、典型集成D/A转换器及其应用 单片集成D/A转换器产品的种类繁多，性能指标各异，按其内部电路结构不同，可以分为两类：一类集成芯片内部只集成了部分功能，需要外接运算放大器；另一类则集成了组成D/A转换器的全部电路(即不需要外接运算放大器)，直接输出模拟量信号。 7 8 9 一、模数转换的概念及应用 1.模数转换的概念 模数转换是指将模拟电量转换为数字量。实现模数转换的电路称模数转换器，简称A/D转换器或ADC。A/D转换器的转换过程如图12-5所示。 ２．模数转换的应用 模数转换在现代电子技术中应用非常广泛，现在的绝大多数电子产品都采用数字处理技术，而原始信号往往是模拟信号，它们都需要通过模数转换（Ａ／Ｄ）电路转换成数字信号，再进行数字技术处理。 第二节 模数转换 10 11 二、典型集成A/D转换器及其应用 ADC0809是常用的8位单片A/D转换芯片，可对8路0～5 V的输入模拟电压信号进行转换，ADC0809的引脚排列及功能说明如图12-6所示。 12 13 14 一、实训目的 （１）了解 Ｄ／Ａ 和 Ａ／Ｄ转换器的基本结构和基本工作原理； （２）掌握集成 Ｄ／Ａ 和 Ａ／Ｄ转换器的功能及典型应用。 15 二、实训器材 （１）＋５Ｖ、±１５Ｖ 直流电源各一台； （２）双踪示波器一台； （３）脉冲信号发生器一台； （４）直流数字电压表一台； （５）数字电路实验箱一台； （６）ＤＡＣ０８０８、ＡＤＣ０８０９、μＡ７４１集成芯片各一片，电阻、电容若干。 16 三、实训步骤 １．数模（Ｄ／Ａ）转换 （１）把 ＤＡＣ０８０８、μＡ７４１等插入ＩＣ空插座中，按图１２８接线。即 Ｄ７～Ｄ４ 接实验系统的数据开关，Ｄ３～Ｄ０ 均接地，参考电压接＋５Ｖ，运放电源为５Ｖ。 （２）检查接线无误后，数据开关从最低位逐位置１，用数字万用表逐次测量模拟电压输出ｕｏ，填入表１２-１中。 17 18 19 2．模数（A／D）转换 （１）将 ＡＤＣ０８０９ＩＣ芯片插入ＩＣ空插座中，按图１２９接线。其中 Ｄ７～ Ｄ０ 分别接８只发光二极管ＬＥＤ，ＣＬＫ接连续脉冲，地址码 Ａ、Ｂ、Ｃ接数据开关或计数器输出。 （２）接线完毕，检查无误后，接通电源。调ＣＰ脉冲至最高频（频率在１ｋＨｚ以上），再置数据开关为０００，调节 ＲＷ，并用万用表测量ｕｉ使其为４Ｖ，再按一次单次脉冲（注意单脉冲接ＳＴＡＲＴ端，平时处于低电平，开始转换时为１），观察输出端 Ｄ７～ Ｄ０ 发光二极管（ＬＥＤ显示）的值，并记录下来。 20 （３）按上述实验方法，再调节 ＲＷ，分别调ｕｉ为＋３，＋２，＋１，０Ｖ 进行实验，观察并记录每次输出 Ｄ７～ Ｄ０ 的状态，并记录下来。 21 22 四、实训结果 整理实验数据，分析实验结果。 $