【正文】 于128的才是正數(shù)，而小于 128的則為負(fù)數(shù)。 表 常用雙極性及輸出模擬量 十進 制數(shù) 2的補碼 偏移二進制碼 模擬量 D7 D6 D5 D4 D3 D2D1D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2D1 D0 VO/ VLSB 127 126 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 ： 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 ： 127 126 ： 1 0 1 127 128 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 ： 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 ： 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 ： 127 128 256R E FL S B VV ?表中比較表 9 VREF（ 0/256） 1 1 1 1 1 1 1 1 ︰ 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 ︰ 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 模擬量 數(shù)字量 MSB LSB 表 8位 D/A轉(zhuǎn)換器在單極性輸出時的輸入 /輸出關(guān)系 倒 T形電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器 單極性電壓輸出的電路如下： 對圖（ a)有 fO RiV ???+ RF i∑ 倒 T形 電阻網(wǎng) 絡(luò) D/A 轉(zhuǎn)換器 VO D0 D1 Dn1 VREF (a)反相輸出 D/A轉(zhuǎn)換器的單極性電壓輸出 對圖（ b)有 ?????? ???121RRRiVO D/A轉(zhuǎn)換器的單極性電壓輸出 + i∑ 倒 T形 電阻網(wǎng) 絡(luò) D/A 轉(zhuǎn)換器 VO D0 D1 Dn1 VREF R1 R2 R (b)同相輸出 在實際應(yīng)用中， D/A轉(zhuǎn)換器 輸入的數(shù)字量有正極性也有負(fù)極性。 VREF（ 129/256） 177。輸出電壓或為 0伏到正滿度值，或為 0伏到負(fù)滿度值的稱為單極性輸出方式。 9 ,. . .2/,2331IIIRVIIEER E FR E F????圖 實際的權(quán)電流 D/A轉(zhuǎn)換器電路 VREF Rf 恒流源采用了具有電流負(fù)反饋的 BJT恒流源電路。 圖 CMOS模擬開關(guān)電路 2R R R T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 IOUT2 IOUT1 VDD Di 2. 電子開關(guān)電路之一 T9驅(qū)動電路 T8驅(qū)動電路 9 2. 集成 D/A轉(zhuǎn)換器 ⒈ AD7533D/A轉(zhuǎn)換器 AD7533D/A轉(zhuǎn)換器是 10位 CMOS電流開關(guān)形 D/A轉(zhuǎn)換器，為電流輸出型。 ② 倒 T型電阻網(wǎng)絡(luò)中 R和 2R電阻的精度要高。如圖所示 輸出電壓 ? ?? ?? ? 位二進制數(shù)。 倒 T形電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器 1. 4位 倒 T形電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理 + Rf R R R 2R 2R 2R 2R 2R I/8 S0 S1 S2 S3 D0 (LSB) D1 D2 D3 I/2 I/4 I/16 I/2 I/4 I/8 I/16 v0 +VREF i∑ (MSB) I 圖 倒 T形電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器 Si由 Di控制， Di＝ 0時， Si將電阻 2R接地； Di＝ 1時， Si將電阻 2R接（相應(yīng)電流也送）運放“－”端。 此即 D/A轉(zhuǎn)換器的基本思想。轉(zhuǎn)換精度和速度是衡量它們的重要技術(shù)指標(biāo)。 、逐次比較、雙積分 A/D轉(zhuǎn)換器 (ADC)的工作原理及其特點。 D/A轉(zhuǎn)換器的兩種輸出方式。 傳感器 (溫度、壓力、流量、應(yīng)力等） 計算機進行數(shù)字處理（如計算、濾波）、數(shù)據(jù)保存等 用模擬量作為控制信號 能將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (A/D)；而將能將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ D/A)。為了將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，必須將每 1位的代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，然后將這些模擬量相加，即可得與數(shù)字量成正比的總模擬量，從而實現(xiàn)了數(shù)字 —模擬轉(zhuǎn)換 。如 Rf=R,由圖得 ? ? ??????????????3000112233 22222iiiREFREFfO DVDDDDVRRv4. n位 D/A轉(zhuǎn)換器的一般方框圖如下： 基準(zhǔn)電壓 n位模擬 開關(guān) 解碼網(wǎng)絡(luò) 求和電路 數(shù)碼寄 存器 n位數(shù)字 量輸入 模擬量 輸出 解碼網(wǎng)絡(luò)一般有 倒 T形電阻網(wǎng)絡(luò)、 T形電阻網(wǎng)絡(luò)、權(quán)電流網(wǎng)絡(luò)等；電子開關(guān)也有 TTL 型和CMOS型，據(jù)此不同的組合可有不同類型的D/A轉(zhuǎn)換器。 與開關(guān)相連的電阻 2R上的電流從高位到低位按 2的負(fù)整數(shù)冪遞減。 ? ? BniiinR E FfO KNDVRRV ?????? ???1022由上式可見，要提高 D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度，電路參數(shù)的選擇要注意以下幾點： ① 基準(zhǔn)電壓要穩(wěn)定，要求高時可選用帶隙基準(zhǔn)電壓源。 ④ 運放的零點漂移要小。 Di=1時， T9導(dǎo)通，權(quán)電流經(jīng) T9流入運放的反相端； Di=0時， T8導(dǎo)通，權(quán)電流經(jīng) T8接地。 v0 + Rf S0 S1 S2 S3 D0 (LSB) D1 D2 D3 VREF i∑ (MSB) I/2 I/4 I/8 I/16 圖 權(quán)電流 D/A轉(zhuǎn)換器的原理電路 用一組恒流源代替 T型電阻網(wǎng)絡(luò) 1. 4位權(quán)電流型 D/A轉(zhuǎn)換器 上圖電路中，當(dāng)輸入數(shù)字量的某一位代碼 Di=1時，開關(guān) Si接運放的 反相輸入端，相應(yīng)的權(quán)電流流入求和電路；當(dāng) Di=0時，開關(guān) Si接地 分析該電 路，可得出 ? ???????????????????????????3040011223340123222222216842iiiffffODRIDDDDRIDIDIDIDIRRiV + Rf S0 S1 S2 S3 D0 (LSB) D1 D2 D3 VREF i∑ (MSB) I/2 I/4 I/8 I/16 電路分析： 采用了恒流源電路后，各支路權(quán)電流的大小均不受開關(guān)導(dǎo)通電阻和壓降的影響，這就降低了對開關(guān)電路的要求，提高了轉(zhuǎn)換精度。常用的此類轉(zhuǎn)換器有 AD140DAC080 DAC0808等 。如要實現(xiàn)電壓輸出，還須轉(zhuǎn)換。 VREF（ 255/256） ︰ 177。 VREF（ 1/256） 177。 下表是對應(yīng)關(guān)系。1而 2的補碼加 80H并舍棄進位就可得到 偏移二進制碼 。5 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) ⒈分辨率 分辨率是 D/A轉(zhuǎn)換器對輸入微小量變化敏感程度 的表征。 9 （ 1）比例系數(shù)誤差： 實際轉(zhuǎn)換特性曲線的斜率與理想特性曲線斜率的偏差。92210????????REFniiifnREFVDRRV△ VO = 001 010 011 100 101 110 111 VO/VREF 0 7/8 3/8 5/8 1/2 3/8 1/4 1/8 △ vo 理想 實際 比例系數(shù)誤差 圖 3位 D/A轉(zhuǎn)換器的比例系數(shù)誤差 （ 2）失調(diào)誤差 ： 由運算放大器的零點漂移引起，其大小與輸入數(shù)字量無關(guān)，該誤差使輸出電壓的轉(zhuǎn)換特性曲線發(fā)生平移， 3位 D/A轉(zhuǎn)換器的失調(diào)誤差如圖所示。 綜上所述，高精度的 D/A轉(zhuǎn)換器必需是高分辨率的 D/A轉(zhuǎn)換器、高穩(wěn)定度的 VREF和低零點漂移的運放相配合才能實現(xiàn)。 LSB/2時）所需時間。 9 2R + RF 2R D9 R R 2R 2R D7 D8 v0 +VREF R 10kΩ 20kΩ 10kΩ IOUT1 IOUT2 R 2R 2R 2R D0 D1 D2 R R 圖 AD7533內(nèi)部電路 D/A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用廣泛，舉例如下： 1. 數(shù)字式可編程增益控制電路 ???? ???????? 9010901022,22iiiIOViiiOIDVVADRVRV根據(jù)虛地原理，由圖得 2R I=VI/R VO/R + RF 2R D9 R R 2R 2R D7 D8 VREF R IOUT1 IOUT2 R 2R 2R 2R D0 D1 D2 R R 圖 數(shù)字式可編程增益控制電路 vI VO AD7533 ⑵ 脈沖波產(chǎn)生電路 由 AD753 運算放大器及 4位同步二進制計數(shù)器 74LVC163（ 同步清零）組成的波形產(chǎn)生電路如圖 （ a） 所示。 ? ???????1022niiinR E FO DVV由公式 可得 VO波形如圖（ b） 如采用可逆計數(shù)器可得三角波。 A/D功能 : 1. 取樣與保持 取樣是將隨時間連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為時間離散的模擬量 S(t) vO(t) t O O vI(t) O t t (b)各信號波形 TS 圖 取樣過程 采樣信號 S(t)的頻率愈高，所采得信號經(jīng)低通濾波器后愈能真實地復(fù)現(xiàn)輸入信號。 t t t 6 t 5 t 4 t 3 t 2 t 1 t 0 0 電路要求： AV1?AV2= 1 ,A1 的 Ri 高， A2 的 Ri 高、 Ro低。 (b)波形圖 (a)原理圖 ■ 實際 取樣 —保持電路 LF198 經(jīng)改進的電路及工作原理 + + L A1 A2 uI uL D2 D1 R1 30K R2 300 uO u’O S Ch 運放均作為電壓跟隨器使用 uO= u’O=uI 由 uL來控制開關(guān) S的通斷： uL=1， S閉合；否則 S斷開 S閉合時外接電容上的電壓也等于 uI，并在 S斷開后使 uo也保持不變。編碼后得到的代碼就是 A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量。用 ε表示。 以 3位 A/D轉(zhuǎn)換器為例，設(shè)輸入信號 VI的變化范圍為 0~1V。 (1)量化及量化誤差 用 四舍五入方式時， 取 (1/2)△ =（ 1/15） V， 量化中把