第26单元 d a转换实例.pptVIP

第26章 D/A转换实例 在实际的控制系统中，经常需要控制一些模拟信号，例如精确可调的电压电流输出、显示器亮度的调节以及激光二极管偏置电压等等。而一般的8051单片机外部总线接口为数字信号，无法直接产生需要的模拟信号。因此，需要将单片机的控制信号转换为期望的电压或电流等模拟信号。这便用到D/A转换器。D/A转换器提供了良好的数字接口，可以和单片机的并行I/O接口直接相连，由单片机来控制，使其输出要求的模拟量电压或模拟量电流等。本章主要介绍了D/A转换的原理，D/A转换器的类型以及技术参数。本章还介绍了一款性能优秀的电压型D/A转换器。最后通过一个实际应用的例子，D/A转换器的控制原理。 26.1 D/A转换概述 D/A（Digital/Analogue）转换也称为数/模转换，其进行的是数字量和模拟量之间的转换。一般来说，能够提供数字量转换为模拟量的器件，称为D/A转换器或数/模转换器。使用D/A转换技术可以利用成熟方便的数字处理技术，来产生和精确控制各种模拟量。 随着半导体工艺的发展，各种类型的D/A转换器层出不穷。这些D/A转换芯片在精度、转换速度、可靠性和方便性等方面都日趋成熟，并且其特有的数字接口可以很方便地和单片机相连，便于控制，从而很好地满足了各种测控系统的需求。这里首先介绍D/A转换以及D/A转换器的相关知识。 26.1.1 D/A转换原理 D/A转换的基本功能是，将一个数字量按照比例转换成模拟量（电压或者电流）。D/A转换所采用的基本方法是，将数字量转化成二进制数据，其每一位产生一个相应的电压或者电流，而这个电压或者电流的大小正比于相应的二进制位的权，最后将这些电压或者电流相加并输出。 由于一个数字量是由数字代码按位组合而成的，每一位数字代表一定的“权”，一个数字与对应的权相结合，就代表了一个具体的数值，把所有的数值相加，便得到该数的数字量。D/A转换器正是使用了这一点，其要求该数字量对应一个模拟量，则只需将各位数字量分别转换成相应的模拟量，然后将所有的模拟量相加，所得到的总和即是该数字量相对应的模拟量。 26.1.2 D/A转换器的类型 按照不同的用途及特性，D/A转换器有不同的类型。下面分别介绍。 1．按照输出模拟量的类型区分 2．按照数字量的位数区分 3．按照接口类型区分 4．按照内部是否集成锁存器区分 26.1.3 D/A转换器的技术参数 D/A转换器的技术参数很多，如分辨率、量程、转换建立时间等。下面分别介绍这些技术参数的具体含义。 1．分辨率 2．精度 3．标称满量程（NFS） 4．实际满量程（AFS） 5．转换建立时间 6．尖峰 26.2 高速D/A转换芯片AD558 市场上的D/A转换器有很多种型号，在选择时需要考虑其的精度、量程范围以及转换建立时间等参数，同时还要注意使用的方便性。这里介绍一款由美国ANALOG DEVICES公司推出的，具有高的转换速度以及简单方便的控制接口的电压输出型D/A转换器AD558。 26.2.1 AD558简介 AD558的引脚分配图，如图26.3所示。AD558的内部功能框图，如图26.4所示。AD558的主要性能指标如下： 8位并行数字量输入宽度； 两种电压的输出范围，分别为0~+10V和0~+2.56V； 相对精度±（1/2）LSB； 高速1μs输出转换建立时间； 单一电源供电，电源电压的范围+4.5V~+16.5V； 内部具有基准电压源，不用外接基准源； 内部集成有数据输入锁存器。 低功耗，75mW。 26.2.2 AD558电压输出模式 AD558提供了0~+10V和0~+2.56V两种模拟电压输出范围，供不同的场合使用。其输出范围的选择依赖于简单的外部接线方式，使用起来很方便。AD558无须外部调整便可以获得±1/2LSB精度的输出电压。下面分别介绍如何AD558的两种电压输出模式。 1．0V~+2.56V模拟电压输出 2．0V~+10V模拟电压输出 26.2.3 AD558的数据锁存 AD558是一款内部集成数据输入锁存器的D/A转换器，在数字-模拟量转换时可以将输入数据锁存，减少干扰，而且可以方便地将多个AD558连接到8位数据总线上。 AD558的数据锁存由片选信号和芯片使能信号来控制。AD558的控制逻辑功能图，如图所示。 26.3 光通信电压调制电路实例——电路部分 在实际的测控系统中，很多设备或器件需要输入模拟的电压或电流来进行控制。在光通信领域中，经常需要对信号的强度以及相位进行精确的控制。其中便用到光纤型相位调制器，可以通过改变输入的电压，从而使通过的光信号的相位得到改变。 下面将介绍如何使用D/A转换芯片来设计光纤型相位调制器的驱动电路，实现精确的调制电压输出。 26.3.1 相位调制的原理 相位调制在光通信领域中