10.1 数模转换器（课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（铁道版）

第10章 模拟量与数字量的转换 10.1 数模转换器 10.2 模数转换技术 10.1数模转换器 10.1.1数模转换技术 随着集成技术和数字电子技术的发展，用数字系统处理模拟信号的数字处理技术已有了广泛的应用。在数字处理技术中不仅需要将模拟信号转换数字信号，而且 需要将处理过的数字信号再转换为模拟信号。 本章将讲授数模和模数转换的基本原理、常见的典型电路及D/A、A/D转换器的主要参数。 数字（Digital）信号转换成模拟（Analog）信号，简称为D/A转换。在很多系统中，D/A转换是不能缺少的重要组成部分，本节将介绍三种常用的D/A转换器。 数模转换器是将一组输入的二进制数转换成相应数量的模拟电压或电流输出的电路，工作原理是将每一位二进制数按其权的大小转换成相应的模拟量， 图10-2是R/2R倒T型电阻D/A转换器。由于该转换器中的电阻值不是R就是2R，所以克服了权电阻转换器中电阻值多的缺点。该转换器输入数字量与输出模拟量之间的关系，可以用在该转换器的输入端输入数字量1000、0100、0010和0001，然后计算出对应各个数字量的模拟量的方法获得。 (1) 数字量为1000的情况 数字量为1000，也就是除D3=1外，D2、D1、D0都是0，这种情况如图10-3所示。 (2) 数字量为0100的情况 如果数字量为0100，就是说D3=0、D2=1、D1=0、D0=0，这种情况如图10-4所示。 (3) 数字量为0010的情况 如果数字量为0010，就是说D3=0、D2=0、D1=1、D0=0，这种情况如图10-5所示。 图10-5 D3=0、D2=0、D1=1、D0=0的情况 图10-5 D3=0、D2=0、D1=1、D0=0的情况 (4) 数字量为0001的情况 如果数字量为0001，就是说D3=0、D2=0、D1=0、D0=1，这种情况如图10-6所示。 10.1.4 R/2RT型电阻网络D/A转换器 图10-7是R/2RT型电阻网络D/A转换器。图中，运放输入端V－的电位总是接近于0V（虚地），所以无论数字量D3、D2、D1、D0控制的开关是连接虚地还是真地，流过各个支路的电流都保持不变。为计算流过各个支路的电流，可以把电阻网络等效成图10-7的形式。 可以看出，从A、B、C和D点向左看的等效电阻都是R，因此从参考电源流向电阻网络的电流为I=VR/R，而每个支路电流依次为I/2，I/4，I/8，I/16。各个支路电流在数字量D3、D2、D1和D0的控制下流向运放的反相端或地，若是数字量为1，则流入运放的反相端，若数字量为0，则流入地。 10.1.5 D/A转换器的技术指标 10.1.6 典型数模转换芯片及应用 DAC0808是基于R/2R电阻网络的D/A转换器，该转换器的符号如图10-9所示，该器件的正电源VCC的范围是从+4.5V到+5.5V，负电源VEE的范围是从－4.5V到－16.5V。分辨率是8位，转换时间为150ns。该芯片可以和TTL和CMOS电路直接连接，精度为+0.19%。 $$