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第11章 模拟量接口 11.1 D/A转换及其接口 11.2 A/D转换及其接口 11.3 多路模拟开关与采样保持器 11.1 D/A转换及其接口 11.1.1 基本原理 数/模转换器是把输入的数字量转换为模拟量的器件。为了完成这种转换功能，需要如下几个组成部分：基准电压、模拟二进制数的电子开关、产生二进制权电流（电压）的精密电阻解码网络和提供电流（电压）相加输出的运算放大器，如图11-2所示 11.1 D/A转换及其接口 11.1.1 基本原理 1．权电阻解码网络D/A转换器 图11-3为4位权电阻数/模转换器的原理图。基准电压为E，K1～K4为位切换开关，它受二进制各位状态控制。当相应的二进制位为“0”时，开关接地；为“1”时，开关接基准电压。20R，21R，22R，23R为二进制权电阻解码网络，它们的电阻值与相应的二进制数每位的权相对应，权越大则电阻超小，以保证一定权的数字信号产生相应的模拟电流。运算放大器的虚地按二进制数大小和各位开关的状态对电流求和后，转换成相应的输出电压u。 11.1 D/A转换及其接口 11.1.1 基本原理 11.1 D/A转换及其接口 11.1.1 基本原理 2．T型电阻解码网络D/A转换器 11.1 D/A转换及其接口 11.1.1 基本原理 如图11-4所示，整个电路由若干个相同的电路环节组成。每个环节有两个电阻和一个开关。开关S是按二进制位进行控制的，当该位为1时，开关将加权电阻与Iout1输出端接通产生电流；当该位为0时，开关与Iout2端接通。 11.1 D/A转换及其接口 11.1.2 DAC芯片的主要参数 1．分辨率（位数） 是指D/A转换器所能产生的最小模拟量增量，通常用输入数字量的最低有效位（LSB）对应的输出模拟电压值来表示。 2．建立时间（转换时间） 它是指当输入数字量从0变化到最大时，其模拟输出达到满刻度值上下1/2LSB对应值时所需要的时间。 3．转换精度 精度是指某一数字量的理论输出值和经DAC转换的实际输出值之差。 11.1 D/A转换及其接口 11.1.3 DAC芯片原理及应用 1．8位DAC转换芯片DAC 0832 （1）芯片介绍 DAC0832的方框图如图11-5所示。 11.1 D/A转换及其接口 11.1.3 DAC芯片原理及应用 DAC 0832的引脚排列如图11-6 11.1 D/A转换及其接口 11.1.3 DAC芯片原理及应用 （2）DAC0832的数字接口 DAC0832的数字接口由8条数字输入线DI0～DI7,两个写信号 WR1,WR2,片选 CS,允许输入锁存ILE和传送控制XFER组成。图11-5中LE1/LE2为寄存器锁存信号。当LE1/LE2为1时，寄存器的输出随输入变化，寄存器处于直通状态；当LE1/LE2为0时，输入数据被锁存在寄存器中，输出不再随输入变化。当ILE为高， CS和WR为低时，使LE1为1，输入寄存器的输出随数字输入线变化；当LE1为0，输入数据被锁存在输入寄存器中。为低时，使LE1为1，输入寄存器的输出随数字输入线变化；当LE1为0，输入数据被锁存在输入寄存器中。当XFER和WR2为低时，使LE2为1，DAC寄存器的输出随它的输入变化；若LE2为0，将输入寄存器的数据锁存在DAC寄存器中。 11.1 D/A转换及其接口 11.1.3 DAC芯片原理及应用 由于DAC0832具有两级缓冲寄存器，所以可有3种工作方式： l? 1. 直通方式：使LE1和LE2都为1，数据可以直接进入D/A转换器。 l? 2. 单缓冲方式：使LEI或LE2为1，两个寄存器之一始终处于直通状态，另一个寄存器处于受控状态，即缓冲状态。 l??3. 双缓冲方式：两个寄存器均处于受控状态，只有LE1和LE2依次为高时，数据才能进入相应寄存器。双缓冲工作方式能做到对某个数据进入D/A转换的同时，输入下一个数据，特别适用于要求多个模拟量同时输出的场合。 11.1 D/A转换及其接口 11.1.3 DAC芯片原理及应用 （3）DAC0832的模拟输出。 1）单极性电压输出。 图11-7是DAC0832实现单极性电压输出的示意图。 由梯形电阻解码网络组成的D/A转换电路， 其转换结果是与输入数字量成比例的电流， 称为电流输出型DAC。有些DAC芯片中己 经集成有运算放大器，它们属于电压输出 型DAC。 通常D/A转换器输出电压范围有