模拟量和数字量的转换
WR2 XFER D4 D5 D6
D7 Iout1 Iout2
写入控制端 低电平有效，与 XFER 配合使用
DAC 0832 管脚分布图
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CS WR1 AGND D3 D2 D1 D0 UREF RF DGND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
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倒T型电阻网络D A转换器
转换原理 分析输入数字量和输出模拟电压uo之间的关系 IR D R C R B R A 2R +UR
R3 2R S3
0 I3
0 I2
R2 2R S2
1
R1 2R S1 I1
1
R0 2R S0
RF
I0 I01
+
A+
UO
d3
d2
d1
d0
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顺序 砝 码 重 比 较 判 断 暂时结果
1 2 3 4
8 g 8g+4 g
8g < 13g ， 保留 12g < 13g ， 保留
13 12 11
数字地端
DAC 0832 管脚分布图
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CS WR1 AGND D3 D2 D1 D0 UREF RF DGND
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
UCC ILE
芯片工作电压 输入端 输入锁存允许信 号，高电平有效
IR UR / R
1 I1 I 2 2 1 I3 I R 2
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+UR
IR
D R C R B R A 2R
R3 2R S3 R2 2R S2 R1 2R S1 I1 R0 2R S0 RF
0 I3
0 I2
1
1
I0 I01
+
A+
UO
I 01 I 3 I 2 I1 I 0
同理：对应二进制数 为0100时，有
同理：对应二进制数 为1000时，有
开路电压 UR UA 2 d2 2
开路电压 UR UA 1 d3 2
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2.转换原理 T型网络开路时的输出电压UA，即等效电源电压UE 。
UR UR UR UR U A U E 1 d 3 2 d 2 3 d1 4 d 0 2 2 2 2 UR 4 (d 3 23 d 2 22 d1 21 d 0 20 ) 2
最低位 d0 (LSB)
d1
d2
1
0
0
d3 最高位 (MSB)
+UR
0
对应二进制数为0001
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2. 转换原理 对应二进制数为0001时，等效电路如右下图 0 R 1 R 2 R 3A
2R 2R 2R 2R 2R R
A
UR
0 R R 1 R 2R 2 R A 2R 2R 3
第23章 模拟量和数字量的转换
23.1 D/A转换器 23.2 A/D转换器
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第23章 模拟量和数字量的转换
本章要求 1. 了解D/A、A/D转换的基本概念和转换原理; 2. 了解D/A、A/D转换常用芯片的使用方法。
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模数与数模转换器是计算机与外部设备的 重要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要部 件。 模 数 ADC 传感器 数字计算机 拟 字 信 信 DAC 模拟控制 数字控制 号 号
2) 芯片管脚
CS WR1
AGND D3 D2 D1 D0 UREF RF DGND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
UCC ILE WR2 XFER D4 D5 D6 D7
Iout1
Iout2
DAC 0832 管脚分布图
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片选信号， 低电平有效 CS WR1 AGND D3 D2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 19 18 17 16 15 14
UCC ILE WR2 XFER D4 D5 D6 D7
写入控制， 低电平有效
模拟地端
D1 D0
UREF RF DGND
数字量输入 参考电压 输入端
D0 ~ D7
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23.1.1 T型电阻网络D/A转换器
1. 电路
R 2R 2R R 2R R A 2R 2R 2R 0 模拟 开关
RF
+
A+
+
UO
–
S0 S1 S2 S 3 1 0 1 0 1 0 1
最低位 d0 (LSB) Q0
d1
d2
Q1 Q2 数码寄存器
d3 最高位 参考电压 Q3 (MSB) 存放四位 二进制数
倒T型解码网络
+UR
IR
D R C R B R A 2R
R3 2R S3 R2 2R S2 R1 2R S1 I1 R0 2R S0 RF
0 I3
0 I2
1
1
I0 I01
+
A+
UO
d3
d2
d1
d0
由于解码网络的电路结构 和参数匹配，则图中各点 (D、C、B、A) 电位逐位 减半。
即：UD UC UB UA
UR d0 4 2
开路电压 UR U A 4 d0 2
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2. 转换原理
对应二进制数为0001时， 等效电路如下 A
R
同理：对应二进制数 为0010时，有 A
R
UR d0 4 2
开路电压 UR U A 4 d0 2
开路电压 UR UR d1 U A 3 d 1 3 2 2
+UR
由数个相同的电路环节构成，每个电路环节 有两个电阻和一个模拟开关。
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23.1.1 T型电阻网络D/A转换器
1. 电路
R 2R 2R R 2R R A 2R 2R 2R 0 模拟 开关
RF
+
A+
+
UO
–
S0 S1 S2 S 3 1 0 1 0 1 0 1
d0 最低位 (LSB) Q0
d3
d2
d1
d0
UR UR UR UR d3 d2 d1 d0 2R 4R 8R 16 R UR (8d 3 4d 2 2d1 d 0 ) 16 R U R RF U O 4 (8d 3 4d 2 2d1 d 0 ) 2 R
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d1
d2
Q1 Q2 数码寄存器
d3 最高位 参考电压 Q3 (MSB) 存放四位 二进制数
+UR
各位的数码控制相应位的模拟开关，数码为“1‖ 时，开关接电源UR；为0时接“地”。
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2. 转换原理 分析输入数字量和输出模拟电压Uo之间的关系
T型电 子网络 R 2R 2R RF R A 2R 2R 2R
若取 RF = 3R，则
RFU R n 1 n 2 0 Uo ( d n 1 2 d n 2 2 d 0 2 ) n 3R 2
UR n 1 n 2 0 U o n ( d n 1 2 d n 2 2 d 0 2 ) 2
= UR = UR / 2 = UR /4 = UR /8
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+UR
IR
D R C R B R A 2R
R3 2R S3 R2 2R S2 R1 2R S1 I1 R0 2R S0 RF
0 I3
0 I2
1
1
I0 I01
+
A+
UO
d3
d2
d1
d0
1 因此，每个2R支路 即：I 0 I 1 2 中的电流也逐位减半。 1 I2 I3 2
等效电阻为 R
等效电路如右图
A
R
UE
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2.转换原理
A
2R
RF
输出电压 RF Uο UE 3R
+
R + –
A +
+
UO
–
UE
RFU R 3 2 1 0 ( d 2 d 2 d 2 d 2 ) 3 2 1 0 4 3R 2
13 12 11
Iout1
Iout2
DAC 0832 管脚分布图
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反馈电阻 外接端
CS WR1 AGND D3 D2 D1 D0
UREF RF DGND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
20
19 18 17 16 15 14
UCC ILE WR2 XFER D4 D5 D6 D7 Iout1 Iout2
将模拟量转换为数字量的装置称为模数转换 器(简称A/D转换器或ADC)； 将数字量转换为模拟量的装置称为数模转换 器(简称D/A转换器或DAC)
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模拟量与数字量转换-电子技术_图文
增益误差
非线性误差
二、 D/A转换器的构成
不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端（虚地）还 是接到地，也就是不论输入数字信号是1还是0，各支路的电流不 变的。
设RF=R/2
对于权电阻DAC而言，n位二进制数转换 为模拟量：
输出模拟电压的大小直接与输入 二进制 数的大小成正比，实现了数字量 到模拟量的 转换 。
集成ADC0809： 8位、前置8选1模拟开关、 后置三态输出数据锁存器，
另有相应的控制端，便于程序控制，易于直接微机 。
思考题 1、DAC和ADC有什么用途? 2、 R-2R T形电阻网络有什么特点？ 为什么通常采用R-2R T 形电阻网络DAC而不用权电阻DAC? 3、什么是DAC、 ADC的分辨率和转换精度？ 4、比较并联比较型ADC和逐次比较型DAC的优缺点?
将输入的每一位二进制代码按其权的大小转 换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟 量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比 ，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。
基本原理
转换特性
D/A转换器的转换特性，是指其输出模拟量和输入数字 量之间的转换关系。图示是输入为3位二进制数时的D/A转换 器的转换特性。理想的D/A转换器的转换特性，应是输出模
如果输入的是n位二进制数，则D/A转换器 的输出电压为：
第2节 A / D 转换器
A/D转换器的任务是将模拟量转换 成数字量,它是模拟信号和数字仪器 的接口。
一、 A/D转换器的基本原理
模数转换一般分为取样、保持和量化、编码两步进行。
时间上和量值上都连续
模拟信号
时间上和量值上都离散
数字信号
编码 取样
取样和保持是由取样－保持电路完成的。
vI S(t)
电子技术基础- 模拟量和数字量的转换
EOC D0--7
第10章 模拟量和数字量的转换
10.2 A/D转换器
ADC0809管脚功能 8个模拟量输入端
启动A/D转换 转换结束信号
IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 START
EOC
D0
输出允许信号
OE
实时时钟 CLK
电源电压
UCC
正负参考电压 VREF(＋)
地 GND D1
1
28
IN2
第10章
模拟量和数字量的转换
10.1 D/A转换器
能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC。 能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC。 1.D/A转换器的基本原理及主要技术指标
d0
输入
d1
dn-1
…
D/A
输出
u o K u (d n1 2 n1 d n2 2 n2 d 1 21 d 0 2 0 )
10.2 A/D转换器
1. A/D转换器的基本原理及主要技术指标 A/D转换器的转换过程
ui（t）
CPS S
C
uS（t）
ADC的数字 化编码电路
输入模拟电压 采样保持电路 采样展宽信号
…
Dn-1 d1
d0 数字量输出
第13章 模拟量和数字量的转换
10.2 A/D转换器
采样-保持电路
A1 _
+ +
A2 _
2.D/A转换器的构成
+VREF
IREF
R
I3 2R
S3
S2
二进制权电阻网络D/A转换器
I2 4R S1
I1 8R S0
数字量转换模拟量公式
数字量转换模拟量公式摘要：1.数字量转换模拟量概述2.数字量与模拟量的关系3.数字量转换模拟量的公式4.公式应用实例5.总结与建议正文：在前文《数字量转换模拟量公式》中，我们了解了数字量和模拟量的基本概念，以及它们在实际应用中的重要性。
为了帮助大家更好地理解和掌握数字量转换模拟量的方法，本文将详细介绍数字量与模拟量之间的关系，并提供一个实用的转换公式。
首先，我们来回顾一下数字量和模拟量的定义。
数字量是指可以用整数或浮点数表示的量，通常用于计算机处理和存储信息。
而模拟量是指连续变化的物理量，例如温度、压力等，它们可以通过传感器或其他测量设备转换为数字信号。
数字量与模拟量之间的关系密切，数字量往往是模拟量通过一定方式转换得到的。
在实际应用中，我们需要将模拟量转换为数字量进行处理，或者将数字量转换回模拟量以满足设备或系统的需求。
这就涉及到数字量转换模拟量的关键步骤——公式应用。
为了方便理解和计算，我们可以将数字量转换模拟量的过程表示为一个公式：模拟量= 数字量× 转换系数+ 偏置其中，转换系数和偏置是根据实际应用场景和设备要求来确定的。
例如，在某些传感器中，数字量的每个单位可能对应着模拟量的某个固定范围，这时转换系数就是传感器灵敏度，而偏置则是传感器零点。
接下来，我们通过一个实例来说明如何使用这个公式进行数字量到模拟量的转换。
假设某个温度传感器输出的数字量为1234，传感器灵敏度为10，零点为-50，求温度传感器的实际温度。
根据公式，我们可以得到：实际温度= 1234 × 10 + (-50) = 12840 - 50 = 12790因此，该温度传感器的实际温度为12790。
最后，总结一下数字量转换模拟量的方法和注意事项：1.了解数字量和模拟量的基本概念，明确它们之间的关系。
2.确定合适的转换系数和偏置，以便进行准确的数字量转换。
3.熟练掌握公式应用，灵活应对不同场景和设备要求。
4.在实际应用中，注意传感器和设备的调试与校准，确保数字量转换结果的准确性。
模拟量和数字量的转换-经典
例：一个八位倒 T 型电阻网络数 / 模转换器，
当输入数字量为 00000001 时，输出电压值 为-0.02V， 若输入二进制数为 11010101时， 输出电压为多少？
解： ∵ 输入数字量为： 00000001 时，
输出电压值为：uo= -0.02V
（ 11010101）2 = 27+26+24+22+20 = （213）10
(23-13)
逐次逼近型 A/D转换器
其工作原理可用天平秤重作比喻。若有 四个砝码共重15克，每个重量分别为8、4、 2、1克。设待秤重量Wx = 13克，可以用下表 步骤来秤量：
砝码重 第一次 结 论 暂时结果 8 克 12 克
8 克 砝码总重 < 待测重量Wx ，故保留 砝码总重 > 待测重量Wx ，故撤除
(23-9)
三、精度
指输出模拟电压的实际值与理想值之 差。即最大静态转换误差。 四、线性度
通常用非线性误差的大小表示。 五、电源抑制比 指输出电压的变化与相对应的电源电 压（模拟开关、运放电源）的变化之比。
(23-10)
目前，D/A转换器集成电路芯片种
类很多。按输入二进制数的位数分类有
八位、十位、十二位、十六位等，使用 者可根据任务要求进行选择。
1 0 0
1
1 0 0
0 1
0 1
0 0 0 1 0 1 1
0 0 1 1
0 0 1 1000 1： 1100 2： 1010 3： 1011 4： 1011 5：
(23-16)
0 1
0 1
0 1
1 0
1 0
转换过程 UR= -8V，UI = 5.52V
第十章 模拟量和数字量的转换.ppt
顺 序 d3 d2 d1 d0 1 1 000 2 1 100 3 101 0 4 101 1
UA(V) 比较判断 “1”留否
4
UA < Ui 留
6
UA > Ui 去
5
UA < Ui 留
5. 5 UA Ui 留
返回
逐次逼近转换过程
UA / V
5.52
6 5
4 3
2
1
0
清 10 1 1
零
t
返回
三、ADC的主要技术指标
AD574A AD7541A
12位A/D转换器 12位乘法型A/D转换器
AD375
12位高速A/D转换器
ADC71 16位高分辨率A/D转换器
返回
1. 分辨率 以输出二进制数的位数表示分辨率。 位数越多，误差越小，转换精度越高。
2. 相对精度 实际转换值和理想特性之间的最大误差。
3. 转换速度 完成一次转换所需要的时间，即从接到
转换控制信号起，到输出端得到稳定的数 字量输出所需要的时间。
返回
常用A／D转换器
ADC0809 8位逐次比较型A /D转换器
10位COMS D/A转换器 12位乘法型D/A转换器
DAC63 12位超高速D/A转换器
DAC729 18位超高分辨率D/A转换器
返回
第二节 模拟－数字转换器
并联比较型ADC 逐次逼近型ADC ADC的主要技术指标
返回
模拟－数字转换的过程包括取样、保持、 量化、编码四个步骤。
一般取样、保持用一个取样保持电路完 成，量化与编码用ADC完成。
输出数字量d
输入电压Ui
基准UR
逐次逼近 寄存器
模拟量与数字量的相互转换
OE ： 允许输出控制端 ，高电平有效 。
CLOCK ：时 钟信 号输入 端 ，外 接时钟 频率一 般为 5 00 kH Z 。 V c c ： + 5 V 电 源供电 。
GN D ： 地 端。
ADC0809连接电路如图所示，OE、ALE通过一电阻接+5V电源，处于高电平有 效状态。将EOC连接到START，一旦在START引脚上施加一个触发启动脉冲后，集成 电路便处于一种连续转换的工作状态 ，因为EOC端在转换结束时送出的脉冲提供了 下一个触发启动脉冲。
（3）电子模拟开关Si 由于开关Si的作用是在输入数码信号Di控制下，将电阻 网络接到放大器的输入端或地端去，它好像一个单刀双掷开关，故常称它为模拟开 关，电子模拟开关可以由场效应管或三极管构成。
模拟开关电路图
模拟开关等效电路
导通能力加强，使V4导通，将电阻网络接至运放的反相输入端。 当Di＝0时，Vl导通能力加强，使V3导通，与地端接通；此时由于V1的发射极 电压降低，相应的V2导通能力减弱，使V4截止，与运放的反相输入端断开，将电阻 网络接至地端。
2 ． 逐次逼 近 ADC 的 组成框 图
逐次逼近 ADC 由比较器、 D ／ A 转换器、数码寄存器、控制电路以及时钟 信号等几部分组成。
逐次逼近ADC组成框图
（1）转换开始先将数码寄存器清零。开始转换后，时钟信号将数码寄存 器的最高位置1，使输出数字为1000。这个数码被D／A转换器转换成相应的模 拟电压vF，送到比较器中与输入的模拟量vi比较。若vF＞vi，说明数字过大了，
DAC0832典型应用电路
第二节 模数转换
一 、 模 数 转 换原理
模 / 数转换器 ADC 的功能是把模拟信号转换为二进制数码 。
模拟量转数字量万能公式
模拟量转数字量万能公式在咱们的科技世界里，有一个特别神奇的概念，叫做“模拟量转数字量”。
这玩意儿听起来好像挺复杂，挺高大上的，但其实啊，它就像我们学骑自行车，一开始觉得难，掌握了窍门之后就会发现，也就那么回事儿。
我记得有一次，我在一个电子实验室里，看到一群学生正在为这个问题抓耳挠腮。
他们面前摆着各种仪器，眼神里充满了困惑和迷茫。
其中有个叫小明的同学，那着急的样子，就像是热锅上的蚂蚁。
咱们先来说说啥是模拟量。
简单来讲，模拟量就像是一条连续不断的河流，它的数值可以在一定范围内任意变化，没有固定的间隔或者台阶。
比如说，温度、压力、声音的强弱，这些都是模拟量。
那数字量呢？数字量就像是一级一级的台阶，它的数值是离散的，只能是一些特定的值。
比如说，咱们电脑里存储的数字 0 和 1 ，就是典型的数字量。
那为啥要把模拟量转成数字量呢？这就好比我们要把一条流淌的河，变成一段一段的水池子，这样我们的电脑啊、电子设备啊，才能更好地处理和理解这些信息。
这时候，咱们就得提到那个传说中的“万能公式”啦！其实啊，它并不是一个真正像数学公式那样写在纸上就能套用的式子，而是一套方法和思路。
比如说，咱们要测量一个温度。
温度是模拟量，那怎么转成数字量呢？首先，咱们得确定一个测量的范围，比如说 0 到 100 度。
然后，我们把这个范围分成很多小的区间，假设分成 1000 个区间。
每个区间就代表一个数字值。
这时候，我们用一个传感器来测量温度，传感器会把温度的变化转化成电信号。
然后通过一个叫做 ADC（模数转换器）的东西，把这个电信号转换成数字信号。
这个 ADC 就像是一个神奇的魔法盒子，能把模拟的东西变成数字的。
但是这里面可有点小讲究哦。
比如说，这个 ADC 的精度，精度越高，转换出来的数字量就越准确。
就像你用一把刻度很精细的尺子去测量东西，肯定比用一把粗糙的尺子准得多。
再比如说，采样频率也很重要。
采样频率就像是你拍照的快门速度，速度越快，就能捕捉到更多的细节。
数字量转换模拟量公式
数字量转换模拟量公式（原创实用版）目录1.数字量与模拟量的概念2.数字量转换为模拟量的原因3.数字量转换模拟量公式4.公式的应用实例5.注意事项正文1.数字量与模拟量的概念数字量和模拟量是电子工程和信号处理领域中的两个重要概念。
数字量通常是指离散的、以数字形式表示的信号，例如二进制数字信号。
而模拟量则是指连续的、以模拟电压或电流形式表示的信号，例如音频和视频信号。
2.数字量转换为模拟量的原因在某些应用场景中，需要将数字量转换为模拟量，以便信号能够更好地被传输或处理。
例如，在音频处理中，数字音频信号需要转换为模拟信号，以便通过扬声器播放出来。
3.数字量转换模拟量公式数字量转换为模拟量的公式通常为：模拟量 = (数字量 - 数字量最小值) / (数字量最大值 - 数字量最小值) * (模拟量最大值 - 模拟量最小值) + 模拟量最小值其中，数字量最小值为 0，数字量最大值为某个正整数 n，模拟量最大值为正无穷，模拟量最小值为负无穷。
4.公式的应用实例以音频处理为例，假设有一个数字音频信号，其数字量的范围为0-255，表示音频信号的幅度范围。
我们需要将这个数字音频信号转换为模拟音频信号，以便通过扬声器播放。
假设模拟音频信号的范围为 -10V 至 10V。
根据上述公式，可以计算出每个数字音频信号对应的模拟音频信号的幅度值。
例如，当数字音频信号为 255 时，对应的模拟音频信号的幅度值为：模拟量 = (255 - 0) / (255 - 0) * (10 - (-10)) + (-10) = 10V 类似地，当数字音频信号为 0 时，对应的模拟音频信号的幅度值为：模拟量 = (0 - 0) / (255 - 0) * (10 - (-10)) + (-10) = -10V5.注意事项在使用数字量转换模拟量公式时，需要注意以下几点：- 确保数字量的最小值和最大值与模拟量的最小值和最大值相对应。
- 公式中的除法操作需要保证数字量和模拟量的范围足够大，以避免除以零的错误。
模拟量和数字量的转换
OE
CLK: 时钟输入端 A0 、A1 、A2 ：8路模拟开关 的3位地址选通输入端。 VCC : 主电源输入端
GND：接地端
CL K VCC VREGF N(+D)
B1
1
28
2
27
3
26
4
25
5
24
6
23
ADC
7
22
8 0809 21
9
20
1019Biblioteka 111812
17
13
16
14
15
IN2 IN1 IN0 A0 A1 A2
A/D转换其实就是对采样信号进行量化和编码， 并最终输出二进制数码的过程。
模拟量和数字量的 转换
（2）逐次逼近A/D转换器
工作原理
3.2V uI
8V D/A
比
较
器
10
转换开始前，
先将逐次逼近寄
存器清零
转换控制信号
MSB 1000 LSB
逐次渐近 寄存器
MSB
LSB
并行数字输出 1000
参考 电源
时钟 信号
模拟量和数字量的 转换
一、任务目标
➢掌握D/A和A/D转换电路的 原理 ➢了解常用集成A/D和D/A 芯片的使用及性能参 数
模拟量和数字量的 转换 二、相关知识 （一）D/A转换器 （1）D/A转换器的基本原理 功能：把数字量转换成与其成一定比例关系的模拟量
要求：输出的模拟量与输入的数字量成正比。
CS ：输入寄存器选择信号 D13
WR1 ：输入寄存器写选通
D12
信号
D11
XFER ：数据传送信号 D10 (LSB)
12模拟量和数字量的转换.
内部接IO1端
16
1
－
＋
＋
uo
12.1.2 D/A转换器的主要技术指标
1、分辨率
指最小输出电压和最大输出电压之比。
有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率。
如十位DAC分辨率：
2、转换精度
1
1
=
210-1
1023
指输出模拟电压的实际值与理想值之差。即最大静态转换误差。
3、输出电压( 电流 )的建立时间
2.工作原理
设欲转换量UX
- A+
Ux
+
1）给逐次逼近寄存器清零；
原理图
Uo
D/A转换器
数
字 dn-1
d1 d0
逐次逼近寄存器
量 输 出
2）将逐次逼近寄存器最高位置 “1”；即dn-1=1； 3）DAC将逐次逼近寄存器输出 的数字量转换为模拟量UO；
置数控制逻辑电路
4）当UO < UX ，置数控制逻辑电路使该位“1”保留； 当UO >UX ，置数控制逻辑电路使该位“1”去掉；
12.1.1 D/A转换器的组成和工作原理
1、D/A转换器组成
倒梯形电阻网络DAC
电路： 待转换数字量RF 运放d0 模拟电子开关d1
d2
d3 IO1
-
A+
uo
0 1 0 1 0 1 0 1 IO +
S0
S1
S2
S3
2R 2R
2R
2R 2R
R
R
R
倒梯形电阻网络
+UR IR
基准电压源
2. D/A转换器的原理
砝码重
结