4-4模拟信号与数字信号转换

Multisim14.3电路仿真实训教程模块四

电气系统综合仿真实训

《Multisim14.3电路仿真实训教程》项目四模拟信号与数字信号转换

职业岗位群应知应会目标（1）能理解AD转换（模数转换）与DA转换（数模转换）的基本原理、工作过程与性能参数；（2）能描述ADC（模数转换器）的采样、量化、编码过程及分辨率计算；（3）能正确设置ADC参考电压、VDAC阈值等关键参数；（4）能使用单片机配合ADC完成简单温控系统的仿真与调试；（5）能秉持严谨精准的工程态度，规范设置ADC参考电压、VDAC阈值等关键参数，精准记录转换数据与波形特征，筑牢DA/AD转换系统设计的可靠性基础。《Multisim14.3电路仿真实训教程》项目四模拟信号与数字信号转换项目目录

任务一：搭建ADC温控电路任务二测试DAC阶梯波电路知识链接一、AD转换AD转换是将连续的模拟信号（如电压）转换为离散的数字信号（二进制代码）的过程，主要包括采样、保持、量化、编码4个步骤。ADC工作原理：以图4-38所示的8位输出为例，8位（28=256个等级），若参考电压（与Vref-差）为5V，则量化单位为5/256V≈19.5mV，也就是Vin每变化19.5mV的模拟电压，数字输出一个量级变化，如果输入为195mV，则8位二进制输出数字为9（第一个19.5mV输出0）。《Multisim14.3电路仿真实训教程》知识链接二、DA转换DA转换将数字量转换为模拟量，主要用于数据传输系统、自动测试设备、医疗信息处理、电视信号的数字化、图像信号的处理和识别、数字通信和语音信息处理等。在Multisim中有两种DAC，一种是电流型DAC，即IDAC；另一种是电压型DAC，即VDAC。VDAC阈值设置如图4-39所示，其中，数字“1”代表I/O端口输入电压高于2.8V有效，数字“0”代表I/O端口输入电压低于0.8V有效，修改对应阈值可设置高/低电平的基准线。VDAC8是8位DAC。《Multisim14.3电路仿真实训教程》一、ADC功能性仿真1.构建电路2.仿真分析（1）根据Vin输入模拟量不同，在表格中记录数码管U2和U3值。（2）如果Vref+值为10V，Vref-值为0V,则Vin=390mV时，两数码管输出值是什么？任务一：搭建ADC温控电路(mV)19.53958.51953905851950U2U3

二、ADC温控电路仿真与分析1.电路构建2.仿真分析请阐述8051软件代码的主要功能？任务一：搭建ADC温控电路任务二测试DAC阶梯波电路一、VDAC功能性仿真1.构建电路2.仿真分析（1）在仿真过程中，按下A键，记录数码管与探针数值的变化，并填写在表4.7中。（2）ADC和DAC的量化单位为10/256==0.0039V，请根据上表测量值验证这一数值？R1变比0%1%2%3%4%数码管显示FF

探针1电压（V）9.94

任务二测试DAC阶梯波电路二、VDAC阶梯波仿真电路1.电路构建2.仿真分析（1）74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，此处采用74LS161，采用反馈清零法组成计数器具有何功能？与阶梯波输出阶梯数是否有关？

（2）请说出C1在输出电路中的功能（建议删除C1后，对比输出电路前后波形，观察“毛刺”现象）？

（3）改变VEE电压值为5V，说出输出波形发生了什么样的改变，并解释原因。任务拓展以图以图4-48为基础，设计A-D-A信号相互转换功能。①电路如图4-48所示，观察AD/DA连续转换效果