AD及DA转换器

第9章 A/D及D/A转换器 教学重点：0832 工作原理及应用，0809 与系统连接及工作原理并能进行编程 教学难点：0832 及0809 工作原理 教学时数：6 学时 教学内容：A/D 转换器的工作原理及性能指标，C0832D/A 转换器（结构、工作方式及应用）， D/A 转换器的工作原理及性能简介，C0809A/D 转换器（结构及与系统的连接）， 570 A/D 转换器（结构和工作方式简介） 教学方式：课堂讲授 教学要求： （1）掌握 A/D 及D/A 转换器的工作原理。 （2）重点掌握 0832 及0809 与系统的连接。 （3）掌握 0832 及0809 的编程应用。 A/D(模/数)及D/A(数/模)转换技术广泛应用于计算机控制系统及数字测量仪表中。 将模拟量信号转换成数字量的器件称为模/数转换器(简称 A/D 转换器)，而将数字量信号转换成模拟量信号的器件称为数/模转换器(简称 D/A 转换器)。 9.1 D/A转换器工作原理 D/A 转换器从工作原理上可分为并行D/A 转换器及串行D/A 转换器两种。并行D/A 转换器的转换速度快，但电路复杂。随着微电子技术的发展，并行D/A 转换器集成电路目前已大量生产，广为采用。 并行D/A 转换器的位数与输入数码的位数相同，对应输入数码的每一位都设有信号输入端，用以控制相应的模拟切换开关，把基准电压 Un 接到电阻网络上。并行D/A 转换器的原理如图 9.1 所示。 图 9.1 电阻网络将基准电压转变为相应的电流或电压，在运算放大器的输入端进行总加。放大器的输出则反映了输入数码的大小。如输入数码 x p =a12-1+a22-2+„+ai2-i+„+an 2-n ，则： Uo=UNxp=UN(a12-1+a22-2+„+an2-n)=UN∑ai2-i(9-1) 其中，ai 是1 还是0，取决于输入数码第i 位是逻辑1 还是逻辑0。如果ai=1，基准电压UN 通过模拟切换开关加到电阻网络上；如果a1=0，模拟切换开关断开，基准电压UN不能加到电阻网络上。 并行D/A 转换器的转换速度很快，只要输入端加入数码信号，输出端立即有相应的模拟电压输出。 u i=1 在并行D/A 转换器中，最常用的电阻网络是“T”形网络。12 位T 形网络D/A 转换器原理如图9.2 所示。它由12 个串联分路开关、27 个精密电阻和一个运算放大器组成。电阻网络只用R 及2R 两种规格的电阻。电阻网络的输出接至运算放大器，若反馈电阻Rf 的值为3R，则总的输出电压UO 为： UO=-U0Rf/Ri=-2/3UNxp×3R/2R=-Unxp (9-2) 式中Ri——运算放大器的输入运算电阻，Ri=2R。 图9.2 因此，当输入二进制码xp...