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什么是DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)

隨著數(shù)字技術(shù),特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展與普及,在現(xiàn)代控制、通信及檢測(cè)等領(lǐng)域,為了提高系統(tǒng)的性能指標(biāo),對(duì)信號(hào)的處理廣泛采用了數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)。由于系統(tǒng)的實(shí)際對(duì)象往往都是一些模擬量(如溫度、壓力、位移、圖像等),要使計(jì)算機(jī)或數(shù)字儀表能識(shí)別、處理這些信號(hào),必須首先將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào);而經(jīng)計(jì)算機(jī)分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號(hào)才能為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所接受。這樣,就需要一種能在模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間起橋梁作用的電路--模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器?!⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路,稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC,Analog to DigitalConverter);將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC,Digital toAnalog Converter);A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的接口電路?!榇_保系統(tǒng)處理結(jié)果的精確度,A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器必須具有足夠的轉(zhuǎn)換精度;如果要實(shí)現(xiàn)快速變化信號(hào)的實(shí)時(shí)控制與檢測(cè),A/D與D/A轉(zhuǎn)換器還要求具有較高的轉(zhuǎn)換速度。轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度是衡量A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的重要技術(shù)指標(biāo)。隨著集成技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)已研制和生產(chǎn)出許多單片的和混合集成型的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器,它們具有愈來(lái)愈先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)。本章將介紹幾種常用A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及其應(yīng)用。數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器

轉(zhuǎn)換原理

數(shù)字量是用代碼按數(shù)位組合起來(lái)表示的,對(duì)于有權(quán)碼,每位代碼都有一定的位權(quán)。為了將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量,必須將每1位的代碼按其位權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量,然后將這些模擬量相加,即可得到與數(shù)字量成正比的總模擬量,從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換。這就是組成D/A轉(zhuǎn)換器的基本指導(dǎo)思想。圖11.1.1表示了4位二進(jìn)制數(shù)字量與經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后輸出的電壓模擬量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 由圖11.1.1還可看出,兩個(gè)相鄰數(shù)碼轉(zhuǎn)換出的電壓值是不連續(xù)的,兩者的電壓差由最低碼位代表的位權(quán)值決定。它是信息所能分辨的最小量,也就是我們所說(shuō)的用1LSB(Least Significant Bit)表示。對(duì)應(yīng)于最大輸入數(shù)字量的最大電壓輸出值(絕對(duì)值),用FSR(Full Scale Range)表示。圖中1LSB=1kV;1FSR=15kV(k為比例系數(shù))。

500)this.style.width=500;" height=250>

圖11.1.1D/A轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)字量與輸出電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系一般組成n位D/A轉(zhuǎn)換器的方框圖如圖11.1.2所示?!            ?/FONT>

500)this.style.width=500;" height=150>圖11.1.2 n位D/A轉(zhuǎn)換器方框圖

D/A轉(zhuǎn)換器由數(shù)碼寄存器、模擬電子開(kāi)關(guān)電路、解碼網(wǎng)絡(luò)、求和電路及基準(zhǔn)電壓幾部分組成。數(shù)字量以串行或并行方式輸入、存儲(chǔ)于數(shù)碼寄存器中,數(shù)字寄存器輸出的各位數(shù)碼,分別控制對(duì)應(yīng)位的模擬電子開(kāi)關(guān),使數(shù)碼為1的位在位權(quán)網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生與其權(quán)值成正比的電流值,再由求和電路將各種權(quán)值相加,即得到數(shù)字量對(duì)應(yīng)的模擬量。

D/A轉(zhuǎn)換器分類
按解碼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同500)this.style.width=500;" height=108 v:shapes="_x0000_s1039">T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器
倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器
權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器
權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器
CMOS開(kāi)關(guān)型D/A轉(zhuǎn)換器(速度要求不高)
按模擬電子開(kāi)關(guān)電路的不同500)this.style.width=500;" height=108 v:shapes="_x0000_s1027">CMOS開(kāi)關(guān)型D/A轉(zhuǎn)換器(速度要求不高)
雙極型開(kāi)關(guān)D/A轉(zhuǎn)換器500)this.style.width=500;" height=56 v:shapes="_x0000_s1028">電流開(kāi)關(guān)型(速度要求較高)
ECL電流開(kāi)關(guān)型(轉(zhuǎn)換速度更高)

標(biāo)簽: 數(shù)模轉(zhuǎn)換器

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