第11章 模数数模转换.ppt

;11.1 D/A与A/D接口概述;模拟量——连续变化的物理量;2、模拟量I/O通道的组成;11.2 数/模（D/A）转换接口　;数字量 → 按权相加 → 模拟量; 组成：模拟开关、电阻网络、运算放大器 两种电阻网络：权电阻网络、R-2R梯形电阻网络 基本结构如图：; 运放的放大倍数足够大时，输出电压VO与输入电压Vin的关系为：; ; 令每个支路的输入电阻为2iRf , 并令Vin为一基准电压Vref，则有 如果每个支路由一个开关Si控制，Si=1表示Si合上，Si=0表示Si断开，则上式变换为 ;2R 4R 8R 16R 32R 64R 128R 256R; 如果用8位二进制代码来控制图中的S1～S8(Di=1时Si闭合；Di=0时Si断开)，那么根据二进制代码的不同，输出电压VO也不同，这就构成了8位的D/A转换器。 可以看出，当代码在0～FFH之间变化时，VO相应地在0～-(255/256)Vref之间变化。 为控制电阻网络各支路电阻值的精度，实??的D/A转换器采用R-2R梯形电阻网络(见下页)，它只用两种阻值的电阻(R和2R)。;Iout2;Iout2;Va＝VREF Vb＝VREF/2 Vc＝VREF/4 Vd＝VREF/8;Iout1＝I0＋I1＋I2＋I3 ＝VREF/2R×（1/8＋1/4＋1/2＋1） Rfb＝R Vout＝－Iout1×Rfb ＝－VREF×[（20＋21＋22＋23）/24];11.2.2 D/A转换的主要技术指标; 例，一个满量程为5V的10位D/A变换器，±1 LSB的变化将使输出变化： 5/(210-1) = 5/1023 = 0.04888V = 48.88mV 通常，在工程中，直接以DAC能转换的二进制位数表示分辨率。如8、10、12、14、16位DAC。;2.转换精度 实际输出值与理论值之间的最大差。一般用最小量化阶⊿来度量，如±1/2 LSB。也可用满量程的百分比来度量，如0.05% FSR (LSB-Least Significant Bit, FSR-Full Scale Range).有时也用二进制位数的形式给出 ; 3.输出范围 0～+5V， 满量程FS=5V （Full Scale）  -5V～+5V， FS=10V  0～+10V, FS=10V  -10V～+10V FS=20V 4.温度灵敏度 这个参数表明D/A转换器受温度变化影响的特性。它是指数字输入不变的情况下，模拟输出信号随温度的变化。一般D/A转换器温度灵敏度为±50PPM/℃。1PPM为百万分之一。 5.建立时间（转换时间） 　 指“大信号”工作时，从开始转换到模拟量输出到达最终值所需的时间，一般几纳秒～几百微秒。 “大信号”工作：0～最大，或负最大～正最大。 6.其他参数 线性误差、温度漂移（ppm/℃）、绝缘电压、功耗等。;11.2.3 8位D/A转换器DAC0832的结构与工作方式;8位DAC，如DAC0832、AD1408等;; DAC0832 DAC0832的内部结构与引脚功能 DAC0832工作过程 DAC0832工作方式 ;;（1）DAC0832引脚图;8位数字输入端 DI0～DI7（DI0为最低位） 输入寄存器（第1级锁存）的控制端 ILE、CS*、WR1* DAC寄存器（第2级锁存）的控制端 XFER*、WR2* ; CPU执行输出指令，输出8位数据给DAC0832； 在CPU执行输出指令的同时，使ILE、、三个控制信号端都有效，8位数据锁存在8位输入寄存器中； 当XFER*、WR2*二个控制信号端都有效时，8位数据再次被锁存到8位DAC寄存器，这时8位D/A转换器开始工作，8位数据转换为相对应的模拟电流，从IOUT1和IOUT2输出。 ; 双缓冲方式 数据通过二个寄存器锁存后送入D/A转换电路，执行两次写操作才能完成一次D/A转换。 ; 对输入寄存器和DAC寄存器均需控制。 当输入寄存器控制信号有效时，数据写入输入 寄存器中；再在DAC寄存器控制信号有效时，数据才写入DAC寄存器，并启动变换。 此时芯片占用两个端口地址