
基本原理一、DAC
将输入的数字量转换成模拟量输出。基本思路:先将输入的二进制数按其位权重转换成与其成正比的电流(I),再将电流转换成模拟电压输出(V),即DI,IV输出。
数模转换电路框图;
数模转换特性图
三位二进制数字输入和模拟输出之间的关系;
图中输出模拟量的最小增量VLSB代表输入数字量最低位为“1”时的模拟电压。
二、四位倒T型网络数模转换器
它的特点是只有两种电阻值,精度可以很高;由于运算放大器的反相输入端是虚地,开关切换时流过支路的电流是恒定的,只流向反相端或地端,所以没有过渡过程,转换速度很快。
从图中可以看出;网络部分的总电阻为r,流经参考电源VREF的总电流为:而流经各节点的电流依次减少一半,即流经各支路的电流依次为:当二进制数的一位为高时,相应支路的电流流向反相端,反之亦然。因此,流向反相引脚的电流为:
由于:输出电压为:
当输入为n位数字量时:
当R=Rf时:
这种DAC的典型产品是AD7520(10位单芯片DAC)。
三、带正负模拟输出的DAC电路
当输入正负数字量时,需要正负模拟量。前面提到过,正数和负数都可以用补数来表示。所以,一个带补码的正负数输入如何转换成正负输出模拟?
现在以一个三位二进制补码为例来说明。三位二进制补码可以表示为从3到-4的任何十进制整数。
三个二进制补码输入对应的失调码与数模转换器输出的关系表;
可获得双极性输出电压的电路如图所示,将补码输入后的最高位取反,设置偏置电路实现双极性电压输出。
电路描述:输入补码d2d1d0=000,失调码=100时,make=0。因此,应调整RB的值,使IB=IMSB=VB/RB,输出模拟电压为0。
对于其他数字输入,输出模拟量为:
,
其中,Imax是失调码全为1时的总电流。
对于n位双极性D/A转换电路,有:
输出模拟电压为:
四、集成数模转换器DAC0832的应用示例
特点:8位分辨率,兼容8位微机,价格低廉,接口简单,转换控制容易,R-2R T电阻网络结构。
外形和内部电路如图所示:
D7 ~ D0为数字输入端,VREF外接参考电压,可以是正的,也可以是负的。超正析象管(Image Orthicon)
UT1和IOUT2是与运算放大器相连的电流输出端。里面的
DAC0832与8031单片机的连接电路:
其中,DAC0832的输入数字量和转换所需的控制信号均来自单片机8031。
该电路进行两路D/A转换,实现双缓冲器的同步连接。其工作原理如下:CPU的P0 ~ P7将待转换的数字量分时发送到DAC0832(1)和DAC0832(2),锁在各自的输入锁存器中,然后CPU同时向两个DAC0832发送转换控制信号,使两个D/A转换器的输入寄存器中的数据输入到DAC寄存器中,实现模拟量的同步转换和输出。由于DAC是电流模式输出,I/V转换通过运算放大器实现,输出是模拟电压信号。电路采用两级运算放大器放大。如果参考电压VREF为正,第一级运算放大器输出0 ~-5v的模拟电压,第二级输出-5v ~ 5v的模拟电压。









