第二章（4）模拟量输出通道.ppt

第二章(4) 模拟量输出通道
本章要点
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3. 12位D/A转换器DAC1210的原理组成及其接口电路
4. D/A转换器的输出方式及其输出电路
本章主要内容
引言
D/A转换器
接口电路
输出方式
D/A转换模板
本章小结
思考题
引言
模拟量输出通道的任务--把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号,去驱动相应的执行器,从而达到控制的目的;
模拟量输出通道(称为D/A通道或AO通道)构成--一般是由接口电路、数/模转换器(简称D/A或DAC)和电压/电流变换器等;
模拟量输出通道基本构成--多D/A结构(图2-1(a))和共享D/A结构(图中2-1(b))
图 3-1
接
口
电
路
通道
1
通道
n
D/A
D/A
V/I
V/I
(a)
多D/A结构
PC
总
线
特点:1、一路输出通道使用一个D/A转换器
2、 D/A转换器芯片内部一般都带有数据锁存器
3、 D/A转换器具有数字信号转换模拟信号、信号保持作用
4、结构简单,转换速度快,工作可靠,精度较高、通道独立
5、缺点是所需D/A转换器芯片较多
接
口
电
路
通道
1
通道
n
D/A
V/I
V/I
多
路
开
关
采样保持器
采样保持器
(b)共享D/A结构
PC
总
线
图 3-1
特点:1、多路输出通道共用一个D/A转换器
2、每一路通道都配有一个采样保持放大器
3、 D/A转换器只起数字到模拟信号的转换作用
4、采样保持器实现模拟信号保持功能
5、节省D/A转换器,但电路复杂,精度差,可靠低、占用主机时间
D/A转换器
主要内容
工作原理与性能指标理
8位DAC0832芯片
12位DAC1210芯片
工作原理与性能指标
主要知识点
1、D/A转换器工作原理

1、D/A转换器工作原理
现以 4 位 D/A 转换器为例说明其工作原理,如图 2-2 所示。
链接动画
假设D3、D2、D1、D0全为1,则BS3、BS2、BS1、BS0全部与“1”端相连。根据电流定律,有:
由于开关 BS3 ~ BS0 的状态是受要转换的二进制数 D3、D2、D1、D0 控制的,并不一定全是“1”。因此,可以得到通式:
考虑到放大器反相端为虚地,故:
选取 Rfb = R ,可以得到:
对于 n 位 D/A 转换器,它的输出电压VOUT与输入二进制数B( Dn-1~ D0) 的关系式可写成:
结论:由上述推导可见,输出电压除了与输入的二进制数有关,还与运算放大器的反馈电阻 Rfb以及基准电压VREF有关。