模数转换教学课件PPT.ppt

1,数模转换,数字信号转换成模拟信号简称d/a转换 数模转换器可用dac表示 一、dac可以看作一个译码器它能将输 入的二进制数字信号转换成与之成正比例的模拟电压或电流信号。,2,二、n位dac的方框图,3,转换原理,4,电路有四部分组成 1、参考电压vref。是一个基准电压。 2、n个权电阻网络。每一位电阻的值与该 位数的权成反比。 3 、n个双向模拟开关。 4、运算放大器对流过权电阻电流求和并 产生相应的模拟电压。,5,6,8位全1 uo =4.98v,7,三、权电阻d/a转换器 (一)四位型电阻网络d/a转换器,8,（二）工作原理,9,10,网络特点： 从任何一个节点向左或向右看进去的等效电阻均为并且流进任一节点的电流等分为，从其它两条支路流出。,11,由此可见,12,例:有一个8位t型电阻网络d/a转换器vref=10v rf=3r d=(d7d6d5d4d3d2d1d0)=01010101,13,dac0832,一、dac0832 是电流输出型8位d/a转换电路,用倒t型电阻网络转换,外加运算放大器将输出电流转换成电压输出。数据输入可以直通数字输入,双缓冲输入,单缓冲输入三种工作方式,采用cmos制造工艺,电源电压可从+5v-+15v,14,二、内部结构框图,15,16,三、管脚排列及管脚功能,17,1、电源端 vcc： 电源电压+5v-+15v一般 接 +15v dgnd： 数字地(两种地在基准电源处共地比较好) agnd： 模拟地(模拟信号和基准电源的参考地) uref： 参考电压输入-10v-+10v,18,该电压连芯片内r-2r电阻网络,由外部提供一个参考电压,这个电压的精度直接影响到d/a转换精度。 2、输入/输出 d0 最低位(lsb) 8位数字量输入 d7 最高位(msb) io1电流输出1 dac寄存器输出全为1时,io1最大； dac寄存器输出全为0时,io1=0,19,io2电流输出2 dac寄存器输出全为0时,io2最大； dac寄存器输出全为1时,io2=0 满足io1+io2=常数 io1可接运算放大器反相输入端,io2可接运算放大器同相输入端,20,3、功能端 片选端：低电平有效。与ile信号合起共同控制 是否起作用。 =1时,输入寄存器输入的数据被封锁。 =0时,该片选中,当ile=1 =0时 输入的数据存入输入寄存器,21,ile允许输入锁存,高电平有效 ile=0时,输入数据被锁存 ile=1时, 均为低电平时,输入的数据存入输入寄存器 写信号1,低电平有效。(用耒将数据总线的数据锁存于8位输入寄存器中) 。,22,在 和 ile均有效的条件下, =0允许写入输入数据。 写信号2,低电平有效。(用耒将锁存于8位输入寄存器中的数据传送到8位dac寄存器锁存起耒) 。 =0且 =0时,dac寄存器输出给d/a转换器; =1时, d/a寄存器输入数据。,23,传送控制信号,低电平有效。 它将选通 用耒控制 是否起作用。 rfb反馈电阻连接端,片内在rfb与io1之间制作了一个反馈电阻,用耒做外部输出运放的反馈电阻。,24,应用实例,25,二、用运放设计d/a的电流-电压转换电 路及电平比较电路，使led指示值与输入电平相等时停止转换。画出完整的电路图并注明参数。,26,27,三、计算量化单位及输入电平ux分 别为1v、2v、3v、4v时对应的数字量验证电路功能。 8位d/a转换,28,29,使用注意事项 1、dac0832内部没有参考电压，工作时需外接参考电压。 2、该蕊片为电流输出型d/a转换器件，要得到模拟电压输出时，需外接运算放大器组成的模拟电压输出电路，加一级运放输出为单极性模拟电压；加二级运放输出为双极性模拟电压 3、由于dac0832中有两个数据寄存器，从而dac0832有三种工作方式。,30,(1)双缓冲工作方式 通过控制信号将数据先锁存于输入寄存器中，当需要d/a转换时,再将数据由输入寄存器装入dac寄存器中并进行d/a转换,31,(2)单缓冲工作方式 在dac0832的两个寄存器中,使其中一个处于常通状态,只控制另一个寄存器的锁存,或使两个寄存器同时选通及锁存。,32,(3)直通型工作方式 将 接地，ile接高电平使两个寄存器处于常通状态,寄存器输出跟随数据输入而变化d/a转换隋之变化,33,模数转换,34,adc0809 8位a/d转换器,adc0809是cmos型8位模数转换器，采用逐次比较方法、内含8通道多路开关及相应的通道地址锁存及译码电路。具有三态输出锁存缓冲器，输出电平与ttl、cmos兼容。单电源5v工作。,35,36,输入端 (1) in0in7 8路模拟量输入通道。对模拟量信号要求：单极性 电压范围是 05v。若信号太小必须进行放大。 在转换过程中信号应保持不变，若变化太快则 在输入前增加采样保持电路。 (2)ale 地址锁存允许输入端（高电平有效）。 当ael为高电平时允许a2、a1、a0相对应的通道选中,37,38,（3）a2a0 3位通道地址端 a2a0 为三位二进制码见上表 （4）vdd vdd电源电压+5v； gnd接地。 （5）vref（+）；vref（-）正负参考 电压它们决定了模拟电压的最大值 和最小值，用耒 提供d/a转换权电阻的标准电平 。参考电压vref（+）=5v vref（-）=0v,39,vref（+）；vref（-）不一定要求分别接在vdd和gnd上，但要满足以下条件,40,（6）clk外部时钟伩号输入端 改变外接rc元件可改变时鈡频率，从 而决定a/d转换的速度。a/d转换的抟换时间tc等于64个时钟周期 clk的频辛率范围10k-1280khz。 （7）sta启动信号输入端 当sta 上跳沿时，所有内部寄存器零。 下跳沿时，开始进行a/d转换。 转换期间stl应保持低电平。,41,2输入端 d7-d0 8位数字量输出，三态输出 (2) eoc转换结束信号 它在a/d 转换开始时由高电平变为低电平。转换结束时由低电平变为高电平。当eoc为高电