模拟量和数字量的转换-D-A转换器（电子技术课件）

D/A转换器的基本原理D/A转换器：将输入的二进制数字信号转换成与输入成正比的模拟信号，以电压或电流的形式输出。

n位二进制输入模拟电压输出DAC电路基本原理图暂时存放输入。n位寄存器分别控制n个模拟开关。

一般的DAC基本组成包括四部分：模拟电子开关、基准电压、电阻译码网络和求和运输放大器。将基准电压按位权关系加到电阻解码网络将各电流求和，并转为电压输出数码为1的位在电阻网络上产生与其位权成正比的电流总结DAC的基本组成：电子开关、基准电压、电阻网络、求和运输放大器数模和模数转换概述●D/A与A/D转换的概念●D/A与A/D转换的作用●DAC和ADC的分类数模转换：将数字信号转换成模拟信号的过程（Digital

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Analog，D/A）D/A转换器：实现数模转换的电路（Digital－AnalogConverter，DAC）模数转换：将模拟信号转换成数字信号的过程（Analog

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Digital，A/D）A/D转换器：实现模数转换的电路（Analog－DigitalConverter，ADC）为什么要进行数模、模数转换？现实世界（模拟量）数字世界（0/1）A/DD/ADAC和ADC是连接数字世界和模拟世界的桥梁，在现代信息技术中具有举足轻重的作用。1.DAC的分类DAC电流求和型分压器型权电阻网络DAC权电流型DAC倒T型电阻网络DAC开关树型DAC权电容网络DAC2.ADC的分类ADC直接ADC间接ADC并联比较型ADC权电流型DAC逐次逼近型ADC双积分型ADCV-F变换型ADC总结DAC：数模转换器ADC：模数转换器DAC的分类、ADC的分类D/A转换器的应用以AD7520为例，介绍D/A转换器的应用。AD7520是一种10位CMOS型的D/A转换集成芯片，与微处理器完全兼容。该芯片以接口简单、转换控制容易、通用性好、性能价格比高等特点得到广泛的应用。AD7520实物图AD7520只含倒T形电阻网络、电流开关和反馈电阻，不含运算放大器，输出端为电流输出。实际使用时需要外接集成运算放大器和基准电压源。AD7520内部结构框图AD7520管脚排列图D0～D9：10位数据输入端IOUT1：电流输出端1IOUT2：电流输出端2Rf：10kΩ反馈电阻引出端Vcc：电源输入端UREF：参考电压输入端GND：地AD7520的主要参数参数名称单位参数值分辨率bit10转换时间UREFus1V–25~+25功耗mW

2010位二进制加法计数器的输出从全0加到全1，电路的模拟输出电压uo将由0V增加到最大值。如果计数脉冲不断，则可在电路的输出端得到周期性的锯齿波。应用举例：AD7520组成锯齿波发生器AD7520组成的锯齿波发生器AD7520组成的锯齿波发送器产生的波形总结AD7520简介及应用（锯齿波发生器）D/A转换器的主要技术指标1.

最小输出电压ULSB：输入数字量最低位为1、其余各位均为0时的输出电压。2.

满量程输出电压UFSR：输入数字量为全1时的输出电压值。

4.

转换速度：指从输入数字量到转换成稳定的模拟输出电压所需要的时间。不同的DAC其转换速度也是不相同的，一般约为几微秒到几十微秒。5.

转换精度：指实际输出值与理论计算值之差。这种差值由转换过程各种误差引起，如基准电压不够稳定、运算放大器的零点漂移、电阻网络中电阻值的偏差、模拟开关的导通内阻和导通压降等。

通常用最大误差与满量程输出电压之比的百分数表示转换精度。一般要求D/A转换器的最大误差小于1ULSB/2。例：某一测量仪器中有一个D/A转换器，若要求该D/A转换器的精度小于0.05%，试问应选多少位的D/A转换器？

总结DAC主要技术指标：VLSB、VFSR、分辨率、转换速度、转换精度倒T形电阻网络D/A转换器为了克服权电阻网络D/A转换器中电阻阻值相差太大的缺点，研制出倒T型电阻网络D/A转换器。这种D/A转换器只有R、2R两种阻值的电阻。四位倒T形电阻网络DAC电路电子开关参考电压电阻网络求和电路输入数字量输出电压由于求和放大器反相输入端V-为“虚地”，所以无论电子开关合到哪边，2R电阻都相当于接“地”，故得出右图的等效电路。从AA、BB、CC、DD每个端口向左看的等效电阻都是R，因此总电流I=VREF/R，每条支路电流依次为I/2、I/4、I/8、I/16。电流流入地还是运算放大器，由输入的数字量Di通过控制电子开关Si来决定（Di=1电流流入运放，反之流入地）。故流入运算放大器的总电流为：

对于n位倒T形电阻网络D/A转换器，相应的输出为：

上式表明，输出的模拟电压与输入的数字量Dn成正比。总结倒T形电阻网络DAC的工作原理：只有R、2R两种阻值的电阻权电阻网络D/A转换器四位权电阻网络DAC电路i

电阻网络S3D3RS2D22RS1D14RS0D08RREFVAvOI3I

2I1I0电子开关输入数字量输出电压参考电压从低位到高位，每位的电阻是相邻高位电阻值的2倍。对应位输入0时开关接地，输入1时接参考电压。求和电路

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S3D3RS2D22RS1D14RS0D08RREFVAvOI3I

2I1I0流过各电阻的支路电流为多少？

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S3D3RS2D22RS1D14RS0D08RREFVAvOI3I

2I1I0

对于n位权电阻网络D/A转换器，相应的输出为：

上式表明，输出的模拟电压与输入的数字量Dn成正比。注：若VREF取正值，则输出电压为负值。若想输出电压为正值，可将VREF取负值。

权电阻网络D/A转换器优点：结构比较简单，所用电阻元件数很少。权电阻网络D/A转