数模转换器(DAC)
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理
数模转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC）是一种将数字信号转换成模拟信号的电子设备。
它将离散的数字信号转换为连续的模拟信号，通常用于将数字信号转换为模拟信号后驱动各种模拟设备，如扬声器、电机等。
数模转换器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 采样：数字信号是由一系列离散的采样值组成的。
数模转换器首先接收到这些采样值作为输入。
通常情况下，采样值是经过模数转换器（ADC）转换而来的。
2. 量化：数模转换器将接收到的每个采样值进行量化。
量化是将连续的采样值映射到离散的数值表示。
通常情况下，量化会使用固定的位数，将采样值映射到对应的二进制数值。
3. 数字数据处理：量化后的数字数据进一步进行处理，如增益调整、数字滤波等。
这些处理步骤可以根据具体应用需求来设计。
4. 数模转换：经过上述处理后的数字数据被送入数模转换器电路中。
数模转换器电路根据数字数据的大小，控制对应的模拟电压或电流输出。
数模转换器电路通常由电阻网络、模拟开关等组成，可以通过开关打开或关闭不同的电路路径，来控制输出的模拟电压或电流值。
5. 输出滤波：数模转换器输出的模拟信号经过滤波电路进行平
滑处理，根据需要去除高频噪声或者其他不需要的频谱成分，从而得到最终的模拟信号。
总的来说，数模转换器通过将离散的数字信号转换为连续的模拟信号，实现了数字与模拟信号之间的转换。
它在各种电子设备中起到了至关重要的作用，如音频设备、通信设备、控制系统等。
dac类型及原理
dac类型及原理
DAC（Digital to Analog Converter，数模转换器）是一种将数字信号转换为模拟信号的电子设备。
根据不同的分类标准，DAC可以有多种类型，同时其工作原理也各具特点。
按输出信号的类型分类：
电压输出型DAC：输出电压与输入数字量成正比。
电流输出型DAC：输出电流与输入数字量成正比。
按转换方式分类：
间接DAC：先将输入的数字量转换为中间变量（如时间、频率等），然后再把这些中间变量转换为模拟量。
直接DAC：直接将数字量转换为模拟量，一般通过并联电阻网络实现。
按开关电路分类：
权电阻网络DAC：通过不同权值的电阻网络将数字量转换为模拟量。
T型电阻网络DAC：利用T型电阻网络实现数字到模拟的转换。
电流导向型DAC：通过电流源和开关网络实现数字到模拟的转换。
权电流型DAC：利用不同权值的电流源实现数字到模拟的转换。
DAC的工作原理主要基于权电阻网络或电流源网络。
以权电阻网络为例，假设有一个N位的数字输入，那么可以将这个输入分为N个二进制位，每一位都对应一个权值电阻。
当某一位为1时，对应的权值电阻就接入电路，否则就断开。
这样，通过控制每一位的接入状态，就可以得到不同的电阻组合，从而得到不同的输出电压。
电流源网络的工作原理类似，只是将电阻替换为电流源。
3.8 数模转换器(DAC)
AMP2 AMP1 AMP0 = 010
Low f / I
Low f / I
AMP2 AMP1 AMP0 = 011
Low f / I
Medium f / I
AMP2 AMP1 AMP0Fra bibliotek= 100Low f / I
High f / I
AMP2 AMP1 AMP0 = 101
Medium f / I
位数
DAC12RES
DAC12OG DAC12IR
输出电压格式
12位
0
12位
0
12位
0
8位
1
8位
1
8位
1
0
0
Vout = Vref × 3 × (DAC12_xDAT/4096)
1
0
Vout = Vref × 2 x (DAC12_xDAT/4096)
x
1
Vout = Vref × (DAC12_xDAT/4096)
DAC简介(2/3)
D/A转换器实质上是一个译码器（解码器）
一般常用的线性D/A转换器，其输出模拟电压Uo和输入数字量Dn之间成正比
关系。UREF为参考电压。 · Uo = Dn UREF
数字值Dn
参考电压 UREF
DAC
连续输出信 号Uo
DAC简介(3/3)
理想DAC输出
实际DAC输出
• 一系列脉冲经过过滤
DDAACC1122LIORSREPEFS=L11=0DD0AACC1122RLESFE0L0==0000DAC12 full-scD1a2AleCbo1itu2Drt_Aep0Csuo1to:l2nu_3txPixoDV6nrAR.e6ETFf,e+wDrreAitntCec1ne2v_o1ltoangeP6.7
dac 原理
dac 原理
DAC，即数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter），是一种电子器件或电路，用于将二进制数字信号转换为模拟电压或电流信号。
它是数字信号处理中的重要组成部分，常用于音频设备、通信设备、仪器仪表和控制系统中。
DAC的原理基于采样定理，即根据香农采样定理，任意带限信号都可以通过一系列离散采样点来表示。
DAC通过将输入的二进制数字信号与时钟信号进行比较，生成相应的模拟电压或电流输出。
通常，DAC包括一个数字部分和一个模拟部分。
数字部分接收来自控制系统的数字输入信号，并对其进行解码和处理。
解码过程将二进制信号转换为模拟电压或电流的等效值。
模拟部分则将解码后的信号转换为实际的模拟输出信号。
DAC的基本工作原理是使用一组数字比较器和加法器来进行解码和转换。
输入的二进制信号被解码为对应的模拟电压或电流值，并通过模拟电路输出。
解码转换的精度取决于DAC的分辨率，即能够表示的最小电压或电流变化。
DAC的性能指标包括分辨率、采样率、线性度、信噪比等。
较高的分辨率和采样率可以提供更准确的模拟输出，较好的线性度可以保证输入与输出之间的精确度和一致性，较高的信噪比可以提供更清晰和准确的输出信号。
总结而言，DAC原理是通过解码和转换输入的二进制信号，
将其转换为模拟电压或电流输出。
这一过程需要使用一些数字电路和模拟电路来实现，以提供准确、稳定和高质量的模拟信号输出。
dac电路原理
dac电路原理DAC（数字模拟转换器）电路是将数字信号转换为模拟信号的设备。
它的原理基于数模转换技术，通过将数字信号的离散值映射到连续的模拟信号上来实现转换。
DAC电路通常由数字输入、运算电路和模拟输出组成。
数字输入是以二进制形式表示的数字信号，通常是通过计算机或数字系统生成。
运算电路负责对数字输入进行处理，以产生与数字输入相对应的模拟输出。
模拟输出是一个连续变化的信号，其幅度、频率以及波形形状与输入数字信号相关。
常见的DAC电路有R-2R网络型、串行型和并行型等。
其中，R-2R网络型是最常见的，它利用电阻网络的分压原理实现模拟输出的连续变化。
该电路由一组等阻值的电阻串联组成，以二进制控制开关的方式实现数字输入的分配和切换。
当二进制输入码的相应位为1时，对应位置的开关打开，将分压电阻串联到总电阻上；相反，当二进制输入码的相应位为0时，对应位置的开关关闭，将分压电阻分离。
通过改变二进制输入码的组合，可以实现不同幅度的模拟输出。
DAC电路的精度和性能主要由以下几个因素决定：分辨率、阻值精度、匹配精度和非线性误差。
分辨率指的是DAC可以实现的不同输出电压或电流的个数，决定了输出信号的精细程度。
阻值精度和匹配精度是指电阻网络中所用电阻的准确性和一致性，影响了输出信号的准确度和稳定性。
非线性误差则表示DAC输出的模拟信号与输入数字码之间的偏差程度。
总的来说，DAC电路通过数字到模拟的转换，实现了数字信号的模拟化，使得数字系统可以与模拟设备进行接口和交互。
在许多应用领域中，DAC电路发挥着重要的作用，例如音频处理、通信系统、仪器设备等。
DAC的定义及工作原理详解
DAC的定义及工作原理详解一、DAC定义数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。
D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。
模数转换器中一般都要用到数模转换器，模数转换器即A/D转换器，简称ADC，它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。
按照二进制数字量的位数划分，有8 位、10 位、12 位、16位D/A转换器；按照数字量的数码形式划分，有二进制码和BCD码D/A转换器；按照D/A转换器输出方式划分，有电流输出型和电压输出型D/A转换器。
在实际应用中，对于电流输出的D/A转换器，如需要模拟电压输出，可在其输出端加一个由运算放大器构成的I/V转换电路，将电流输出转换为电压输出。
单片机与D/A转换器的连接，早期多采用8位数字量并行传输的并行接口，现在除并行接口外，带有串行口的D/A转换器品种也不断增多。
除了通用的UART串行口外，目前较为流行的还有IIC串行口和SPI串行口等。
所以在选择单片D/A转换器时，要考虑单片机与D/A 转换器的接口形式。
目前部分单片机芯片中集成的D/A转换器位数一般在10位左右，且转换速度很快，所以单片的DAC开始向高位数和高转换速度上转变。
低端的产品，如8位的D/A转换器，开始面临被淘汰的危险，但是在实验室或涉及某些工业控制方面的应用，低端的8位DAC以其优异性价比还是具有相当大的应用空间的。
二、DAC性能指标1）分辨率分辨率是指输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时，所对应的输出模拟量（常为电压）的变化量。
它反映了输出模拟量的最小变化值。
分辨率与输入数字量的位数有确定的关系，可以表示成FS/2n。
FS表示满量程输入值，n为二进制位数。
对于5V的满量程，采用８位的DAC 时，分辨率为5V/28=19.5mV；当采用12位的DAC时，分辨率则为5V/212＝1.22mV。
显然，位数越多，分辨率就越高。
dac的工作原理
dac的工作原理
DAC（数模转换器）是一种电子设备，用于将数字信号转换
为模拟信号。
它是数字系统和模拟系统之间的桥梁，将数字信息转化为模拟信号的形式，以便在模拟电路中进行处理和传输。
DAC的工作原理基于脉冲宽度调制（PWM）技术。
在DAC 中，数字信号由一系列二进制位表示，每个二进制位称为一个比特。
这些二进制位通常以二进制补码的形式表示，其中最高位是符号位，其余位表示数值。
DAC根据输入的二进制信号
生成一个由模拟电压或电流表示的输出信号。
DAC工作过程如下：首先，输入的数字信号被DAC控制器解码并转化为一个数字数值。
然后，这个数字数值通过一个数字滤波器平滑处理。
接下来，DAC根据解码后的数字数值，以
一定的采样率和时钟频率，生成一系列脉冲信号。
这些脉冲信号的脉宽和时间间隔代表了输入信号的数值。
最后，这些脉冲信号通过一个低通滤波器，将脉冲信号转换为连续的模拟电压或电流信号。
需要注意的是，DAC的性能受到许多因素的影响，包括分辨率、采样率、时钟精度和电压参考等。
分辨率指的是DAC能
够表示的不同输出电平的数量，通常以比特为单位来衡量。
采样率指的是DAC生成输出信号的速率，以每秒采样点数（SPS）为单位来表示。
时钟精度是衡量DAC时钟源的稳定
性和准确性的指标，而电压参考则决定了DAC输出信号的范
围和精度。
总而言之，DAC通过将数字信号转换为模拟信号，实现了数字系统与模拟系统之间的互通。
它在各种应用中发挥着重要的作用，比如音频和视频处理、通信系统、自动控制等。
dac数模转换器工作原理
dac数模转换器工作原理
DAC（数字模拟转换器）的工作原理主要包括两个步骤：数字信号的采样和模拟信号的重构。
在数字信号的采样阶段，DAC将输入的数字信号分解为一系列离散的采样值。
这些采样值通常是在固定的时间间隔内进行采样的。
这些采样值可以通过模数转换器（ADC）从模拟信号中获取，或者通过数字信号处理器（DSP）等设备生成。
在模拟信号的重构阶段，DAC将这些采样值转换为模拟信号。
这个过程通
常涉及到使用一种或多种模拟电路来重建原始的模拟信号。
最简单的DAC
是二进制加权电阻网络，也称为R-2R网络。
该网络由一系列电阻组成，其中每个电阻的阻值与二进制数的相应位相关联。
当输入的数字信号的某个位为1时，相应的电阻将连接到一个参考电压上，而当该位为0时，相应的电阻将连接到地。
通过这种方式，DAC可以根据输入的数字信号的每个位的
值来调整输出的模拟信号的电压。
此外，除了R-2R网络，还有其他一些常见的DAC架构，如串行接口DAC、并行接口DAC和ΔΣ（Delta-Sigma）DAC。
这些不同的架构在实现上有所不同，但基本原理是相似的：将数字信号转换为模拟信号。
总的来说，DAC的工作原理可以概括为两个主要步骤：数字信号的采样和模拟信号的重构。
通过使用不同的DAC架构，可以实现高精度、高速度和低功耗的数字到模拟信号的转换。
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新课
个电子模拟开关，分别受输入的数字信号控
当时，开关切换到接地端；当= 1时，开关接向基准电压
② 从任一模拟开关
，其最高有效位
依次为，，…，，
1位按权的大小转换成相应的模拟量。
为了将数字量转换
进制数码控制。
因此，
输出电压
-。
，试求出输出电压
解由上述公式可得
模拟开关直接与虚地∑相连。
当= 0时，对应的模拟开关接向地端；当= 1时，对应的模拟开关接向虚地∑端。
图中反
相运放A的反馈电阻．工作原理
因为倒T型DAC任一节点对地的等效电阻为R，所以从基准电压流出的电流I为
电流每流过一个节点，就均分为两支相等的电流。
各模拟开关、、、流过的电流分别为I/2、I/4、I/8、I/16
与开关的状态无关。
输入数码为任意值时，的一般表达式为：输出电压
输出电压
新课
<1）采样：就是对连续变化的模拟信号定时进行测量，抽取
）为一个受控的模拟开关，构成采样器。
通，=。
采样器在采样脉冲的控制下把输入的模拟信号
变换为脉冲信号）所示。
2．量化和编码
共
电压比较器的反相输入端，模拟输入电压
大于或等于量化电平时，比较器输出为
，电压比较器用来完成对采样电压的量化。
进制代码。
A/D转换器的转换精度主要取决于量化电平的划分，分得
为相应的电压，送入比较器比较。
若>，则
保留，反之就清除，使最高位为
电压，送到比较器与采样电压再比较，同样方法来决定该
位为1
．试画出计算机信号处理系统的方框图。
说明各部分的作用。
．试简述ADC的工作过程。
模数转换器有并行比较型ADC
P267习题十五
15-5，15-6。
申明：
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