湖南大学电路实验报告实验七

HUNANUNIVERSITY电路实验学生姓名学生学号专业班级指导老师2015年11月11日实验七数模转换电路测量实验内容：设计一个四位二进制数的数字模拟信号（D/A）转换器实验室提供100Ω3个和200Ω5个电阻用于搭接梯形电路，二进制数用0V、1V电压提供。用集成运放µA741作放大输出，其供电电压为+12V和-12V。记录输入的二进制数从0000——1111对应的输出电压值。描点绘制数模转换的输入输出曲线（用excel画）实验环境：ICECHIT6302电源，集成运算放大器uA741，面包板一个，UNI-TUT805A数字万用表，BOHENG3296W-1-103多圈电位器（最大阻值10KΩ（1%）），五个红黑棕金的四色环电阻（理论阻值200Ω(5%)），三个棕黑棕金的四色环电阻（理论阻值100Ω（5%）），若干根小铜丝导线。实验原理和实验电路：实验原理：D/A转换器工作原理

D/A转换器输入的数字量是由二进制代码按数位组合起来表示的，任何一个n位的二进制数，均可用表达式

DATA=D020+D121+D222+……+Dn-12n-1

来表示。其中Di=0或1(i=0,1…n-1)；20，21，…2n-1分别为对应数位的权。

在D/A转换中，要将数字量转换成模拟量，必须先把每一位代码按其“权”的大小转换成相应的模拟量，然后将各分量相加，其总和就是与数字量相应的模拟量，这就是D/A转换的基本原理。D/A转换器的主要组成

基准电压VREF

T型（R-2R）电阻网络

位切换开关BSi（i=0，1，…，n-1）

运算放大器A

输出电压VOUT与输入二进制数D0~Dn-1的关系

VOUT=－VREF（D020+D121+D222+…+Dn-12n-1）/2nT型网络组成的D/A转换器原理图见实验电路图即可。实验电路：实验步骤和数据记录：实验步骤：根据实验电路图连接实验电路。将开关J1、J2、J3、J4都闭合到集成放大器的2端口，数字万用表调节到电压档。将电源打开并输出电动势1V调节电位器R9并观察数字万用表的读数，直到数字万用表的电压读数等于-4V（实际调节为-4.0186V）为止，随后停止电源输出，并将电位器从电路中断开，用数字万用表的电阻档来测量此时电位器的电阻大小（385.55Ω）并记录数据。然后将电路按上述电路图接好并将开关J1、J2、J3、J4都接入到3端口(0000)然后测量集成运算放大器的输出端的电压，即数字万用表的电压读数。（其中当开关接到集成运算放大器的3端口时即可表示为2进制的0，如果开关接到集成运算放大器的2端口即表示为2进制的1）,然后分别将开关依次调节到0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111后记录数字万用表的电压读数并记录整理数据并绘制excel图表。最后进行结论分析。实验数据及分析：实验数据：十进制S1S2S3S4输出电压（V）000000.0268610001-0.3313220010-0.5700630011-0.8522140100-1.1604250101-1.4560160110-1.7054170111-1.9105181000-2.1652191001-2.40032101010-2.64080111011-2.90102121100-33.44580141110-3.71211151111-4.00870实验生成图表：数据分析：由图中（2）可知在误差允许范围内，数模转换器的输出电压与输入数字量成线性关系。实验结果分析：由实验电路图及实验中的集成运算放大器的原理可知当实验中的数字万用表的输出数据为电源的电压值（1V）的电位器与输入端接入电路的总电阻的比值倍，由于实验室提供的电阻存在误差，而且实验过程中的电位器的阻值大小仅仅为385Ω，故实验中测量的数据存在误差，但是最终实验数据绘制的图表明显表明实验中数模转换器的二进制数与输出电压的对应关系。实验总结：实验过程中由于开始并不是很了解实验的原理导致测得的实验数据排序是混乱的，并