电力系统远动第4讲_数模及模数转换.pdf

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1、数/模转换一概述二数/模转换器原理与主要技术指标三数/模转换器与CPU/总线的连接四典型D/A转换器芯片教学目标：1、掌握D/A基本工作原理2、掌握D/A与CPU的硬件连接3、掌握D/A的编程2008-3-241一、概述ò数字量和模拟量数字量:随时间断续变化的量。计算机中的量都是数字量。如:01011010、11000011,。模拟量:随时间连续变化的量。如:电源电压、环境温度、汽车速度、水管中的流量等待。ò数/模转换器DAC和模/数转换器ADC将数字量转换为模拟量的器件，DAC或D/A将模拟量转换为数字量的器件，ADC或A/D2ò计算机测量控制

2、系统计控传感器放大器滤波器A/D制算对象执行部件放大器D/A机ò信号发生器3二、D/A转换器原理与主要技术指标V=D×△oVREFRFB△=2nRD=DDDBn-1•••10=D×2n-1++D×21+D×20n-1•••10VREF运算放大器数字模拟电阻RFB模拟量输出-量DVo输开关网络+入4V=-I×RoFBVREFRFB△=2nRVREFRFB=-D=nD×△2RDRFBD0D1Dn-2Dn-1-IV+oS0S1Sn-2Sn-12R2R2R2RIIII01n-2n-12RRRRVREFI=VREF/R5例：8位D/A转换器，基准电压V=1

3、0V，R=RREFFB输出电压V=D×△oVREFRFB10R△=2nR＝28R＝－0.039V当数字量为00000000B时，V=1×△=0o当数字量为00000001B时，V=1×△=-0.039Vo当数字量为10000000B时，V=128×△=-5Vo当数字量为11111111B时，V=255×△=-9.96Vo6D/A转换器的主要技术指标1.分辨率：指D/A转换器所能产生的最小模拟增量，常用用D/A转换器的位数表示。如：8位D/A转换器的分辨率为8位，10位D/A转换器的分辨率为10位。2.转换准确度：指模拟输出实际值与理想值（根据D/

4、A输入推出）之间的偏差。常用最低位LSB的几分之几表示。例：若某n位D/A转换器的准确度为1/2LSB，3.建立时间：指从数字输入端发生变化(如从全“0”变为全“1”)到模拟输出达到稳定(即终值±1/2LSB)所需的时间。一般为几十ns到几个μs例：DAC0832为1μs4.转换速率：指大信号工作状态下，模拟输出电压的最大变化速度，单位V/μs。建立时间越大，转换速率越低。75.线性误差：理想情况下DAC的转换特性应该是线性的，但实际上输出特性并非是线性的。将实际转换特性偏离理想转换特性的最大值称为线性误差。模拟输出量实际特性理想特性标实称际满满

5、量量线性误差程程000001010011100101110111数字输入量8D/A转换器及其与微机系统的连接1.D/A转换器的分类2.D/A转换器与微机系统的连接3.D/A转换器的输出91.D/A转换器的分类ò按数字量输入方式分并行输入DAC、串行输入DACò按模拟量输出方式分电压型输出DAC、电流型输出DACò按性能特点分：按分辨率：8位、10位、12位、14位、16位······按建立时间：低速、中速、高速和超高速型（>100μs、1~100μs、50ns~100μs、<50ns）按转换精度：高精度、超高精度10ò按内部是否有数据输入锁存器分

6、带数据输入锁存器不带数据输入锁存器VREF基准电压数字输入量RFB锁模数据线拟电阻-V存o开网络+模拟器关输出量112.D/A转换器与微机系统的连接¶¶不带数据输入寄存器的DAC¶带数据输入寄存器的DAC¶位数大于微机系统数据总线位数的DAC12¶不带数据输入寄存器的DAC:需增加锁存器方能与总线相连数据线锁不带数据输PC存入寄存器地器DAC模拟量总地址线址输出译线码0IOW0≥1¶带数据输入寄存器的DAC：可直接与总线相连数据线带数据输入PC寄存器模拟量地总地址线DAC输出址译线码0IOW0≥113¶位数大于微机系统数据总线位数的DAC例：12

7、位的数据在8位数据线上分两次输出低8位低8位低8位数据线D7~D012锁存锁存位0IOWD/A0≥1高4位转VoD3~D0高4位换锁存器0地址线地址port_LPC0≥1译码总线port_HMOVAL,data1_L;23HOUTport_L,ALMOVAL,data1_H;01HOUTport_H,AL143.D/A转换器的输出¶¶D/A转换器的输出分为电流输出型和电压输出型数数字字D/AIoD/AVo量量电流电压输输入入RFB反相输出数i字D/A-量V=-iRFB输oV入+o15四、典型D/A转换DAC0832芯片8位并行、中速、(建立时间1

8、us)、电流型、低廉(10~20元)V+5V～+15V8位8位8位VREFccDI7~DI0输入DACD/AIOUT2V-10V～+10