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数模转换器 DAC0832 及其应用

数模转换器 DAC0832 及其应用. 内容提要. DAC （ D/A ）数模转换器 DAC0832 简介 DAC0832 引脚 DAC0832 时序图 DAC0832 操作流程 DAC0832 示例. 数模转换器. 输入数字量，输出一个与数字量相对应的电流或电压信号的模拟量的电路，称为数 / 模转换器（ Digital-Analog Converter ， DAC ）或 D/A 转换器。 D/A 转换器被广泛用于计算机函数发生器、计算机图形显示以及与 A/D 转换器相配合的控制系统等。. 数模转换器. 分类 按数字位数分： 8 位、 10 位、 12 位等

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数模转换器 DAC0832 及其应用

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Presentation Transcript

  1. 数模转换器DAC0832及其应用

  2. 内容提要 • DAC（D/A）数模转换器 • DAC0832简介 • DAC0832引脚 • DAC0832时序图 • DAC0832操作流程 • DAC0832示例

  3. 数模转换器 • 输入数字量，输出一个与数字量相对应的电流或电压信号的模拟量的电路，称为数/模转换器（Digital-Analog Converter，DAC）或D/A转换器。 • D/A转换器被广泛用于计算机函数发生器、计算机图形显示以及与A/D转换器相配合的控制系统等。

  4. 数模转换器 • 分类 • 按数字位数分：8位、10位、12位等 • 按转换速度分：低速、高速 • 按数据的传递方式分：串行、并行 • 在线性DAC中，输出的模拟电压的公式为： Vout模拟信号=Vref*Din数字信号/2n

  5. DAC的主要性能指标 • 分辨率：指DAC能分辨的最小输出模拟增量，取决于输入数字量的二进制位数。 • 建立时间：从数字信号输入DAC起，到输出电流（或电压）达到稳态值所需的时间为建立时间。建立时间的大小决定了数模转换速度，是DAC最重要的指标之一。 • 转换精度：指满量程时，DAC的实际模拟输出值和理论值的接近程度。 • 偏移量误差：指输入数字量为0时，输出模拟量对0的偏移值。 • 线性度：指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移差。

  6. DAC0832简介 • DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片电流输出型8位D/A转换器。

  7. DAC0832引脚 • CS：片选信号输入线，低电平有效； • WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存； • AGND：模拟信号地 • D0～D7：8位数字信号输入线

  8. DAC0832引脚 • Uref：基准电压输入线，Vref的范围为-10V～+10V； • Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；芯片内部有反馈电阻。 • DGND：数字信号地 • IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化；当输入全为1时Iout1最大，当输入全为0时Iout1最小，输出电流为0。 • IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数； • Ucc：电源输入端，Vcc的范围为+5V～+15V；

  9. DAC0832引脚 • ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效； • WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR2、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。 • XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；

  10. DAC0832内部结构 • DAC0832的内部结构如图10.9所示。DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。 • DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的锁存信号为ILE；第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号为传输控制信号XFER。因为有两级锁存器，DAC0832可以工作在双缓冲器方式，即在输出模拟信号的同时采集下一个数字量，这样能有效地提高转换速度。

  11. DAC0832内部结构 • 图10.9中ILE为高电平、CS和WR1为低电平时，LE1为高电平，输入寄存器的输出跟随输入而变化；此后，当WR1由低变高时，LE1为低电平，资料被锁存到输入寄存器中，这时的输入寄存器的输出端不再跟随输入资料的变化而变化。对第二级锁存器来说，XFER和WR2同时为低电平时，LE2为高电平，DAC寄存器的输出跟随其输入而变化；此后，当WR2由低变高时，LE2变为低电平，将输入寄存器的资料锁存到DAC寄存器中，这时的输入寄存器的输出端不再跟随输入资料的变化而变化。

  12. 电流转换成电压信号 • DAC0832输出的是电流，它需要经过一个外接的运算放大器将信号转换为电压输出。 • 输出的模拟电压的公式为： Vout模拟信号=Vref*Din数字信号/2n • 一个8位D/A转换器有8个输入端（其中每个输入端是8位二进制数的一位），有一个模拟输出端。输入可有28=256个不同的二进制组态，输出为256个电压之一，即输出电压不是整个电压范围内任意值，而只能是256个可能值。

  13. μA741 • uA741M，uA741，uA741C（单运放）是高增益运算放大器，用于军事，工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。这些类型还具有广泛的共同模式，差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。

  14. μA741引脚 • 1和5为偏置(调零端)， • 2为反向输入端， • 3为正向输入端， • 4接电源Vcc-， • 6为输出， • 7接电源Vcc+， • 8空脚

  15. μA741经典电路

  16. DAC0832与μA741经典电路

  17. DAC0832与μA741经典电路

  18. DAC0832的工作方式 • DAC0832进行D/A转换，可以采用两种方法对数据进行锁存。 • 第一种方法是使输入寄存器工作在锁存状态，而DAC寄存器工作在直通状态。具体地说，就是使WR2和XFER都为低电平，DAC寄存器的锁存选通端得不到有效电平而直通；此外，使输入寄存器的控制信号ILE处于高电平、CS处于低电平，这样，当WR1端来一个负脉冲时，就可以完成1次转换。

  19. DAC0832的工作方式 • 第二种方法是使输入寄存器工作在直通状态，而DAC寄存器工作在锁存状态。就是使WR1和CS为低电平，ILE为高电平，这样，输入寄存器的锁存选通信号处于无效状态而直通；当WR2和XFER端输入1个负脉冲时，使得DAC寄存器工作在锁存状态，提供锁存数据进行转换。

  20. DAC0832的工作方式 • 根据上述对DAC0832的输入寄存器和DAC寄存器不同的控制方法，DAC0832有如下3种工作方式： • ⑴单缓冲方式。单缓冲方式是控制输入寄存器和DAC寄存器同时接收资料，或者只用输入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式适用只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形。

  21. DAC0832的工作方式 • ⑵双缓冲方式。双缓冲方式是先使输入寄存器接收资料，再控制输入寄存器的输出资料到DAC寄存器，即分两次锁存输入资料。此方式适用于多个D/A转换同步输出的情节。 • ⑶直通方式。直通方式是资料不经两级锁存器锁存，即WR1，WR2，XFER，CS均接地，ILE接高电平。此方式适用于连续反馈控制线路，不过在使用时，必须通过另加I/O接口与CPU连接，以匹配CPU与D/A转换。

  22. DAC0832时序图

  23. DAC0832示例 • DAC0832的仿真模型在Data Converters库里面； • UA741的仿真模型在Operational Amplifiers库里面。 • DAC0832采用直通方式，即WR1，WR2，XFER，CS均接地，ILE接高电平。

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