电子科技大学计算机控制技术课件02.ppt

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1、第二章模拟量输出通道本章要点1.模拟量输出通道的结构组成与模板通用性；2.8位D/A转换器DAC0832的原理组成及其接口电路3.12位D/A转换器DAC1210的原理组成及其接口电路4.D/A转换器的输出方式及其输出电路本章主要内容引言2.1D/A转换器2.2接口电路2.3输出方式2.4D/A转换模板本章小结思考题引言模拟量输出通道的任务--把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的;模拟量输出通道(称为D/A通道或AO通道)构成--一般是由接口电路、数/模转换器(简称D/A

2、或DAC)和电压/电流变换器等;模拟量输出通道基本构成--多D/A结构（图2-1(a)）和共享D/A结构（图中2-1(b)）图3-1接口电路通道1通道nD/AD/AV/IV/I(a)多D/A结构PC总线特点：1、一路输出通道使用一个D/A转换器2、D/A转换器芯片内部一般都带有数据锁存器3、D/A转换器具有数字信号转换模拟信号、信号保持作用4、结构简单，转换速度快，工作可靠，精度较高、通道独立5、缺点是所需D/A转换器芯片较多接口电路通道1通道nD/AV/IV/I多路开关采样保持器采样保持器（b）共享D/A结构PC总线图3-1

3、特点：1、多路输出通道共用一个D/A转换器2、每一路通道都配有一个采样保持放大器3、D/A转换器只起数字到模拟信号的转换作用4、采样保持器实现模拟信号保持功能5、节省D/A转换器，但电路复杂，精度差，可靠低、占用主机时间2.1D/A转换器主要内容2.1.1工作原理与性能指标理2.1.28位DAC0832芯片2.1.312位DAC1210芯片2.1.1工作原理与性能指标主要知识点1、D/A转换器工作原理2．D/A转换器的性能指标1、D/A转换器工作原理现以4位D/A转换器为例说明其工作原理，如图2-2所示。链接动画假设D3、D2

4、、D1、D0全为1，则BS3、BS2、BS1、BS0全部与“1”端相连。根据电流定律，有：由于开关BS3~BS0的状态是受要转换的二进制数D3、D2、D1、D0控制的，并不一定全是“1”。因此，可以得到通式：考虑到放大器反相端为虚地，故：选取Rfb=R，可以得到：对于n位D/A转换器，它的输出电压VOUT与输入二进制数B(Dn-1~D0)的关系式可写成：结论：由上述推导可见，输出电压除了与输入的二进制数有关，还与运算放大器的反馈电阻Rfb以及基准电压VREF有关。2．D/A转换器的性能指标D/A转换器性能指标是衡量芯片质量的重

5、要参数，也是选用D/A芯片型号的依据。主要性能指标有：（1）分辨率（2）转换精度（3）偏移量误差（4）稳定时间（1）分辨率分辨率--是指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，即当输入数字发生单位数码变化时所对应输出模拟量的变化量，它取决于能转换的二进制位数，数字量位数越多，分辨率也就越高。其分辨率与二进制位数n呈下列关系：分辨率=满刻度值/（2n-1）=VREF/2n（2）转换精度转换精度--是指转换后所得的实际值和理论值的接近程度。它和分辨率是两个不同的概念。例如，满量程时的理论输出值为10V，实际输出值是在9.99V~10

6、.01V之间，其转换精度为±10mV。对于分辨率很高的D/A转换器并不一定具有很高的精度。（3）偏移量误差偏移量误差--是指输入数字量时，输出模拟量对于零的偏移值。此误差可通过D/A转换器的外接VREF和电位器加以调整。（4）稳定时间稳定时间--是描述D/A转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量变化到输出模拟量达到终值误差1/2LSB时所需的时间。显然，稳定时间越大，转换速度越低。对于输出是电流的D/A转换器来说，稳定时间是很快的，约几微秒，而输出是电压的D/A转换器，其稳定时间主要取决于运算放大器的响应时间。2.1.28位D

7、AC0832芯片主要知识点（1）DAC0832性能（2）DAC0832工作原理（3）DAC0832管脚功能（1）DAC0832性能一个8位D/A转换器电流输出方式稳定时间为1μs采用20脚双立直插式封装同系列芯片还有DAC0830、DAC0831（2）DAC0832工作原理链接动画DAC0832的原理框图及引脚如图2-3所示。DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待

8、转换的数字量，由加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。DI0~DI7：数据输入线，其中DI0为最低有效位LSB，DI7为最高有效位MSB。CS：片选信号，输入线，低电平有效。WR1：写信号1，