DA转换简介

DA与AD转换器的基本原理

DA与AD 一、D/A转换器的基本原理 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（电压或电流）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 / 。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/256＝19.5mV；当采用12位的DAC时，分辨率则为5V/4096＝1.22mV。显然，位数越多分辨率就越高。 2、线性度线性度（也称非线性误差）是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。常以相对于满量程的百分数表示。如±１％是指实际输出值与理论值之差在满刻度的±１％以内。 3、绝对精度和相对精度绝对精度（简称精度）是指在整个刻度范围内，任一输入数码所对应的模拟量实

际输出值与理论值之间的最大误差。绝对精度是由DAC的增益误差（当输入数码为全1时，实际输出值与理想输出值之差）、零点误差（数码输入为全０时，DAC 的非零输出值）、非线性误差和噪声等引起的。绝对精度（即最大误差）应小于1个LSB。相对精度与绝对精度表示同一含义，用最大误差相对于满刻度的百分比表示。应当注意，精度和分辨率具有一定的联系，但概念不同。DAC的位数多时，分辨率会提高，对应于影响精度的量化误差会减小。但其它误差（如温度漂移、线性不良等）的影响仍会使DAC的精度变差。 DAC0832与80C51单片机的接口１、单缓冲工作方式此方式适用于只有一路模拟量输出，或有几路模拟量输出但并不要求同步的系统。双极性模拟输出电压：双极性输出时的分辨率比单极性输出时降低1/2，这是由于对双极性输出而言，最高位作为符号位，只有7位数值位。 2、双缓冲工作方式多路D/A转换输出，如果要求同步进行，就应该采用双缓冲器同步方式。

PWM的DA转换原理

1 PWM信号的产生对于A VR系列单片机A Tmegal6，可以利用定时／计数器的PWM模式，与比较匹配寄存器相配合，直接生成占空比可变的方波信号，即脉冲宽度调制输出PWM信号。快速PWM 模式的基本工作原理是：定时／计数器在计数过程中，内部硬件电路会将计数值(TCNTn)与比较寄存器(OCRn)中的值进行比较，当两个值相匹配(相等)时，能自动置位(清0)一个固定引脚的输出电平(OCnx)，而当计数器的值达到最大值时，则自动将该引脚的输出电平(OCnx)清0。…因此，在程序中改变比较寄存器中的值(通常在溢出中断服务程序中)，定时／计数器就能自动产生不同占空比的方波信号(PWM)输出。计数器的上限值决定了PWM的频率，而比较匹配寄存器OCRn的值决定了占空比的大小。在实际应用中，除了要考虑如何正确的控制和调整PWM波的占空比，获得达到要求的平均电压的输出外，还需要综合考虑PWM的周期、PWM波占空比调节的精度、积分器的设计等。根据PWM的特点，在使用定时／计数器设计输出PWM时应注意以下几点：(1)首先应根据实际情况，确定需要输出的PWM波的频率范围。这个频率与控制对PWM 波的频率越高，经过积分器输出的电压也越平滑。 (2)然后还要考虑占空比的调节精度。占空比的调节精度越高，经过积分器输出的电压也越平滑。但占窄比的调节精度与PWM波的频率是一对矛盾，在相同的系统时钟频率时，提高占空比的调节精度，将导致PWM波的频率降低。(3)由于PWM波的本身还是数字脉冲波，其中含有大量丰富的高频成分，因此在实际使用中，还需要一个好的积分器电路。例如采用有源低通滤波器或多阶滤波器等，能将高频成分有效的除掉，从而获得比较好的模拟变化信号。 2 PWM到电压输出型D／A转换的实现这种方式在理论上很成熟，根据图1，这种方法的最简单实现方式为PWM波加RC滤波器来实现。Ho图2为最简单的实现方式，利用单片机产生PWM波，通过由电阻尺和电容C构成的简单积分电路，滤掉高频进行平滑后，得到D／A转换的输出电压。该电路没有基准电压，而且随着负载电流和环境温度的变化，精度很难保证。另外，图2的D／A转换的负载能力也比较差，只适合与具有高输入阻抗的后续电路连接。因此，图2的电路只能用在对D／A转换输出精度要求不高、负载很小的场合。对精度和负载能力要求较高的场合，需要对图2的电路进行改进，增加基准电压、负载驱动等电路。 3高分辨率D／A转换的硬件电路电路图中LM336—5为基准电压源，LM358输出放大器。图3中A点的PWM波经过两级阻容滤波在B点得到直流电压信号，实现了D／A转换功能。由于放大器的输入阻抗很大，二级阻容滤波的效果很好，B点的电压纹波极小，满足高精度要求。输出放大器工作在电压跟随器方式，输出范围在(0—5．2)V之间，满足目前的(1_5)V传输标准。如果需要输出电流信号，只需要加一级可变恒流输出电路即可。

高速DA转换芯片MX7541原理及应用

5 摘要：美国美信公司生产的MX7541系列器件是一种12位并行高速D/A转换器，此芯片可方便地应用于精密仪器的输出控制系统中。文中介绍了该芯片的基本参数和主要特性，给出了MAX7541与单片机和CPLD连接的具体应用电路。关键词：D/A MAX7541 数模转换器CPLD 单片机１概述ＭＸ７５４１是美国ＭＡＸＩＭ公司生产的高速高精度１２位数字／模拟转换器芯片，由于ＭＸ７５４１转换器件的功耗特别低，而且其线性失真可低达０．０１２％，因此，该Ｄ／Ａ转换器芯片特别适合于精密模拟数据的获得和控制。此外，由于ＭＸ７５４１器件内部带有激光制作的精密晶片电阻和温度补偿电路以及ＮＭＯＳ开关，因而可充分保证ＭＸ７５４１具有１２位的精度。还有一个重要特点是：ＭＸ７５４１的所有输入均与ＣＭＯＳ和ＴＴＬ电平兼容。ＭＸ７５４１在电气和管脚上都与ＡＤ公司的ＡＤ７５４１芯片兼容，它们都采用标准的１８脚封装。其主要电气特点如下： ●转换时间：０．６μｓ； ●具有１２位线性输出（１／２ＬＳＢ）； ●准确度：１ＬＳＢ； ●功耗低，５Ｖ情况下通常为４５０ｍＷ； ●可进行四象限乘法转换； ●与ＴＴＬ、ＣＭＯＳ电平兼容。

２引脚功能和内部结构图１所示是ＭＸ７５４１的引脚排列图，各引脚功能如下? ＶＲＥＦ?ＤＡＣ转换器的电压参考输入端，其电压值在±２５Ｖ之间；ＲＦＢ?反馈电阻接入端，在双极模式时与外置运算放大器输出相连；ＯＵＴ１?ＯＵＴ２?电流输出，Ｉ１＋Ｉ２为常数；ＢＩＴ１～ＢＩＴ１２?数字量输出，ＢＩＴ１为最高位? ＶＤＤ?电源输入?范围为＋１７Ｖ～＋５Ｖ? ＧＮＤ?数字地。图２所示是ＭＸ７５４１高速Ｄ／Ａ转换芯片的内部结构功能图。３ＭＸ７５４１的输入与输出ＭＸ７５４１有两种输出方式,即单极性输出和双极性输出,两种方式的电路连接图分别如图３和图４所示。两种输出方式的输入输出对应关系分别列于表１和表２。表单极性输入输出关系

AD转换&DA转换原理分类与技术指标总结

目录一.产生原因二.ADC和DAC基本原理及特点 2.1 模数转换器(ADC)的基本原理 2.2 数模转换器(DAC)的基本原理三ADC和DAC的主要技术指标四ADC和DAC的发展趋势和应用前景一.产生原因随着现代科学技术的迅猛发展,特别是数字系统已广泛应用于各种学科领域及日常生活,微型计算机就是一个典型的数学系统。但是数字系统只能对输入的数字信号进行处理,其输出信号也是数字信号。而在工业检测控制和生活中的许多物理量都是连续变化的模拟量,如温度、压力、流量、速度等,这些模拟量可以通过传感器或换能器变成与之对应的电压、电流或频率等电模拟量。为了实现数字系统对这些电模拟量进行检测、运算和控制,就需要一个模拟量与数字量之间的相互转换的过程。即常常需要将模拟量转换成数字量,简称为AD 转换,完成这种转换的电路称为模数转换器(Analog to Digital Converter) ,简称ADC;或将数字量转换成模拟量,简称DA转换,完成这种转换的电路称为数模转换器(Digital to Analog Converter) ,简称DAC,图1是某微机控制系统框图。二.ADC和DAC基本原理及特点 2.1 模数转换器(ADC)的基本原理模拟信号转换为数字信号,一般分为四个步骤进行,即取样、保持、量化和编码。前两个步骤在取样-保持电路中完成,后两步骤则在ADC中完成。常用的ADC有积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ -Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点: 1）积分型(如TLC7135) 。积分型ADC工作原理是将输入电压转换成时间或频率,然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率,但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。初期的单片ADC大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。双积分是一种常用的AD 转换技术,具有精度高,抗干扰能力强等优点。但高精度的双积分AD芯片,价格较贵,增加了单片机系统的成本。 2）逐次逼近型(如TLC0831) 。逐次逼近型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低,在低分辨率( < 12位)时价格便宜,但高精度( > 12位)时价格很高。 3）并行比较型/串并行比较型(如TLC5510) 。