《微机原理与接口技术》 第7章数/模、模/数转换接口 教案 作者:李芷 2003.5.10
第 7 章 数/模、模/数转换接口 教 案 作者：李芷 2003.5.10 《微机原理与接口技术》
第7章数/模、模/数转换接口 数/模(DA)转换器(DAC, Digital to Analog Converter) 和模/数(AD)转换器(ADC, Analog to Digital Converter)是微机实时测量/控制系统中不可缺少的 模拟量IO通道。 ⊙71数/模(DA)转换 7.2模数(AD)转换 ◎7.3数/模、模/数通道设计
第7章 数/模、模/数转换接口 数/模(D/A)转换器(DAC，Digital to Analog Converter) 和 模 / 数 ( A/D) 转 换 器 ( ADC，Analog to Digital Converter) 是微机实时测量/控制系统中不可缺少的 模拟量I/O通道。 7.1 数/模（D/A）转换 7.2 模/数（A/D）转换 7.3 数/模、模/数通道设计
7.1数模(D/A)转换 o711D/A转换原理 o7.12D/A转换器性能参数 7.1.3DAC0832及其接口电路
7.1 数/模（D/A）转换 7.1.1 D/A转换原理 7.1.2 D/A转换器性能参数 7.1.3 DAC0832及其接口电路
7.1.1D/A转换原理 ◆D/A转换器是把数字量转换为对应成比例的电流或电压信号的接口。 ◆D/A转换器是将数字量每一位的代码按照位权转换为对应的模拟量 值,再把它们相加,求和得到的便是与数字量对应的模拟量值 ◆在DA转换电路中,数字量输入作为电子开关的控制电平,使所有 电子开关和电阻网络一起工作,在以基准电压为参照下得到输出用二 进制加杈合成的模拟电流,再利用外接运算放大器完成模拟电流到模 拟电压的转换 电流输出 数字量输入电子 电阻 电压输出 开关 网络 基准电压运算放大器
7.1.1 D/A转换原理 ◆D/A转换器是把数字量转换为对应成比例的电流或电压信号的接口。 ◆ D/A转换器是将数字量每一位的代码按照位权转换为对应的模拟量 值，再把它们相加，求和得到的便是与数字量对应的模拟量值。 ◆在D/A转换电路中，数字量输入作为电子开关的控制电平，使所有 电子开关和电阻网络一起工作，在以基准电压为参照下得到输出用二 进制加权合成的模拟电流，再利用外接运算放大器完成模拟电流到模 拟电压的转换。 数字量输入 ┇ ┇ 电子 开关 电阻 网络 基准电压 - + 电流输出 电压输出 RF 运算放大器
7。11D/A转换原理 1.运算放大器 ◆运算放大器有三个特点 (1)开环放大倍数非常高,一般为几千,甚至可高达十万。在正常情况 ,运算放大器所需要的输入电压非常小 (2)输入阻抗非常大。运算放大器工作时,输入端相当于一个很小的电 压加在一个很大的输入阻抗上,所需要的输入电流也极小 (3)输出阻抗很小。所以,它的驱动能力非常大 ◆D/A转换中运算放大器的工作原理 运算放大器的同相端(+)接地,反相端(-)作为输入端。由于输入电 压十分小,输入点电位和地电位差不多,可以认为近似短路;而输入 电流也非常小,这说明并不是真正和地短路。把这种输入电压近似为0 输入电流也近似为0的特殊情况称为“虚地” 运算放大器的输入端和输出端之间有一个反馈电阻RF,由于运算放大 器的输入点为虚地,而且输入阻抗极大,可以认为,流入运算放大器 的电流几乎全部流过R,而R一端为输出端,一端为虚地。在Rp上的 电压降,也就是运算放大器的输出电压Vo=-IRF
7.1.1 D/A转换原理 1. 运算放大器 ◆ 运算放大器有三个特点： ⑴ 开环放大倍数非常高，一般为几千，甚至可高达十万。在正常情况 下，运算放大器所需要的输入电压非常小。 ⑵ 输入阻抗非常大。运算放大器工作时，输入端相当于一个很小的电 压加在一个很大的输入阻抗上，所需要的输入电流也极小。 ⑶ 输出阻抗很小。所以，它的驱动能力非常大。 ◆ D/A转换中运算放大器的工作原理： 运算放大器的同相端（+）接地，反相端（-）作为输入端。由于输入电 压十分小，输入点电位和地电位差不多，可以认为近似短路；而输入 电流也非常小，这说明并不是真正和地短路。把这种输入电压近似为0， 输入电流也近似为0的特殊情况称为“虚地”。 运算放大器的输入端和输出端之间有一个反馈电阻RF，由于运算放大 器的输入点为虚地，而且输入阻抗极大，可以认为，流入运算放大器 的电流几乎全部流过RF，而RF一端为输出端，一端为虚地。在RF上的 电压降，也就是 运算放大器的输出电压 VO = - IRF