锯齿波发生器2.ppt

1、,锯齿波发生器的设计与制作,目 录,学习目标,项目要求,项目引导,项目学习,制作指导,项目验收,学习目标,会正确使用集成电路DAC0832、74LS161和运算放大器741。 能完成锯齿波发生器的设计、组装和调试。,知识目标,能力目标,了解D/A转换(数字信号转换为模拟信号)的基本原理和典型电路；掌握集成D/A转换器及其应用；掌握锯齿波发生器的电路组成与工作原理。,返回,项目要求,输入10kHz脉冲信号； 输出频率为39Hz； 基准电压10V； 峰值约为10V； 分辨率8位。,返回,设计并制作锯齿波发生器，要求如下：,项目引导,返回,（1）小组制订工作计划。 （2）完成锯齿波发生器的逻辑电路设

2、计。 （3）画出布线图。 （4）完成锯齿波发生器的电路所需元器件的购买与检测。 （5）根据布线图制作锯齿波发生器。 （6）完成锯齿波发生器电路的功能检测和故障排除。 （7）通过小组讨论完成电路的详细分析及编写项目实训报告。,虚拟工作室,返回,锯齿波发生器电路图,项目学习,知识链接 数/模转换器（D/A转换器）,返回,返回,知识链接 数/模转换器（D/A转换器）,一、权电阻网络D/A转换电路,权电阻网络DAC原理图,权电阻,双向模拟开关,数字量输入,模拟量输出,权电阻的排列顺序和权值的排列顺序相反。,运算放大器,返回,参考电源,权电阻网络,求和放大器,模拟开关,原 理,任务：求出输出模拟电压 与

3、输入数字量d3d2d1d0间的关系。,输入数字量,输入数字量,返回,权电阻网络D/A转换器的特点：,优点：结构简单，电阻元件数较少； 缺点：阻值相差较大，制造工艺复杂。,返回,二、R-2R倒T型电阻网络D/A转换电路,数字量输入,模拟量输出,电阻解码网络中，电阻只有R和2R两种，并构成倒T型电阻网络。当di=1时，相应的开关Si接到求和点；当di=0时，相应的开关Si接地。但由于虚短，求和点和地相连，所以不论开关如何转向，电阻2R总是与地相连。这样，倒T型网络的各节点向上看和向右看的等效电阻都是2R，整个网络的等效输入电阻为R。,求和点,倒T型电阻网络D/A转换器原理图,返回,倒T型电阻网络D

4、/A转换器的特点： 优点：电阻种类少，只有R和2R，提高了制造精度；而且支路电流流入求和点不存在时间差，提高了转换速度。 应用：它是目前集成D/A转换器中转换速度较高且使用较多的一种，如8位D/A转换器DAC0832，就是采用倒T型电阻网络。,返回,例 已知倒置T型电阻网络DAC的UREF =20V，试分别求出八位DAC的最小（最低位为1时）输出电压Uomin和最大输出电压Uomax。,分辨率 通常指分辨输出的最小电压与最大电压之比，即n位的D/A转换器分辨率为：,三、D/A转换器的主要技术指标,返回,3.线性度 反映DAC实际转换曲线相对于理想转换直线的最大偏差，通常以占满量程的百分数表示。

5、,2.转换精度 D/A转换器的转换精度是指实际输出电压与理论输出电压之间的偏离程度。通常用最大误差与满量程输出电压之比的百分数表示。,4.转换时间 输入数字信号起，到输出电流或电压达到稳态值所需要的时间。输出建立时间一般为几纳秒到几微秒。,返回,若参考电源电压UREF=10V，求10位的D/A转换器的分辨率是多少？分辨输出最小电压为多少？,小问答,分辨率为0.001，分辨输出最小电压为1mV,制作指导,返回,8位集成DAC芯片DAC0832,1.电路框图及引脚说明,返回,：片选信号输入，低电平有效。 ：写信号1输入端，低电平有效，该信号用于控制把外部数据写入输入寄存器中。 ：写信号2输入端，低

6、电平有效。 AGND、DGND：分别为模拟地和数字地，应连在一起。 D0D7：为8位数字数据输入端。 UREF：基准电压输入端，电压范围为-10V+10V。 Rfb：反馈电阻引出端。 Iout1：电流输出1端，在DAC的电流输出转换为电压输出时，该端应和运放的反相端一起连接。 Iout2：电流输出2端，在DAC的电流输出转换为电压输出时，该端应和运放的同相端一起接地。 ：为传送控制信号输入端，低电平有效。 ILE：输入寄存器允许信号端，高电平有效。 UCC：电源电压，范围为+5+15V，+15V最佳。,根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式

7、：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。,2.工作方式,返回,DAC0832的主要特性参数： 分辨率为8位； 电流稳定时间1us； 可单缓冲、双缓冲或直接数字输入； 只需在满量程下调整其线性度； 单一电源供电（+5V+15V）； 低功耗，200mW。,设计思路,返回,两片74LS161构成8位二进制计数器，计数器的输出状态在0000000011111111之间变化。 DAC0832将计数器输出的 8 位二进制信息转换为模拟电压。数模转换器有28=256个模拟电压输出。 输出锯齿波的频率f0和计数脉冲频率fcp的关系为：f0=fcp/256。 外接的运放741将0832转换后的电流输出转换为电压输出

8、，输出电压与参考电压UREF成正比。,提示：请点击各图标观看。,安装 按正确方法插好IC芯片，连接线路。电路可以连接在自制的PCB(印刷电路板)上，也可以焊接在万能板上，或通过“面包板”插接。 调试 （1）在74LS161的脉冲输入CP端接信号源，将信号源的频率调为10 kHz左右，幅度大于2 V。用示波器的一个探头测量CP信号，另一个探头依次测量DAC0832的DI0DI7的波形，观察示波器上显示的两个波形的频率关系。DI0信号波形的频率应为CP的二分频，DI1的频率为CP的四分频，DI2为CP的八分频，依次类推。测试正确，说明由两片74LS161构成的八位二进制计数器工作正常。,安装与调试

9、,返回,（2）用示波器测量运放741的输出信号，记录输出波形的形状、频率和幅度。如果电路工作正常，其输出应为一个锯齿波。 （3）改变输入脉冲CP的频率，观察输出波形的频率变化；改变数模转换器DAC0832第8脚Vref的大小，观察输出波形的幅值变化情况。,搞定,返回,参考电路图,返回,项目验收,内容一：IC的识别与检测,（1）简述DAC0832、运放741等的功能。 （2）根据功能表简述其使用注意事项。,返回,内容二：项目功能测试,（1）分组汇报项目的学习与制作情况。 （2）分组通电演示电路功能并回答有关问题。,返回,内容三：项目功能测试,（1）权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，因此被广泛使用。 （ ） （2） D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压UREF 。（ ） （3） D/A转换器的位数越多，能够分辨的最小输出电压变化量就越小