【正文】 A轉換器的工作原理 2） D/A轉換器的構成 T形電阻網(wǎng)絡 D/A轉換器主要由四部分組成 :基準電壓 VREF， R2R T形電阻網(wǎng)絡，電子開關 Ki ( i=0,1,…,n 1)和運算放大器 A。 基 準 電 壓2 RRa2 RRb2 RRc2 R 2 RdK 0K 1K 3 K 2D 0D 1D 2D 3＋－AR fbUDi＝ 1時， Ki切換到右端（虛地）， Di＝ 0時， Ki切換到左端（地）。 不論哪一端，切換電壓不變，只切換電流。 VREF 基 準 電 壓2 RRa2 RRb2 RRc2 R 2 RdK 0K 1K 3 K 2D 0D 1D 2D 3＋－AR fbUVREF I 0I1I2I3IREFIREFREFVIR?3 2 31 2 0 11 1 1 2 2 2 4 41 1 1 1 2 8 8 2 1 6 1 6R E F R E FR E F R E FR E F R E FR E F R E FVVI I I I IRRVVI I I I I IRR? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?0 0 1 1 2 2 3 30 1 2 33 2 1 03 2 1 041 1 1 1()1 6 8 4 2( 2 2 2 2 )2REFREFI I D I D I D I DVD D D DRVD D D DR? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?3 2 1 03 2 1 04 ( 2 2 2 2 )2R E F f bfbVRU R I D D D DR? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?基 準 電 壓2 RRa2 RRb2 RRc2 R 2 RdK 0K 1K 3 K 2D 0D 1D 2D 3＋－AR fbUVREF I 0I1I2I3IREFI基 準 電 壓2 RRa2 RRb2 RRc2 R 2 RdK 0K 1K 3 K 2D 0D 1D 2D 3＋－AR fbU只有當 Ki切換到右端，才能給運算放大器輸入端提供電流。 當滿量程輸入一個 n位二進制時，流入運放的電流為： VREF I 2 ...2 2 2R E F R E F R E FnV V VIR R R? ? ? ? 231 1 1 1( ... )2 2 2 2REFnVR? ? ? ? ?基 準 電 壓2 RRa2 RRb2 RRc2 R 2 RdK 0K 1K 3 K 2D 0D 1D 2D 3＋－AR fbU當 Rfb=R時，相應的輸出電壓為： VREF VOUT I 由于數(shù)字信號 Di(i=0,1,…,n 1 )＝ 1或 0，故 D/A轉換器的輸出電壓VOUT與輸入二進制數(shù)字量 D= Dn1 ~ D0的關系式為： 1 1 0( 2 .. . 2 2 )2nREFnV ?? ? ? ?OUTV IR??基 準 電 壓2 RRa2 RRb2 RRc2 R 2 RdK 0K 1K 3 K 2D 0D 1D 2D 3＋－AR fbU所以，輸出電壓 Vout除了與輸入的二進制數(shù) D有關外，還與運放的反饋電阻 Rfb、基準電壓 有關。 當為 8位 D/A轉換器時， D=0~281即 0~FFH VREF VOUT REFV1 1 01 1 0( 2 .. . 2 2 )2nREFO U T nnVV D D D??? ? ? ? ?2 REFnD V??2. D/A轉換器的主要技術指標 * 分辨率 是指當輸入數(shù)字量發(fā)生單位數(shù)碼（也稱最低有效位 LSB）變化時，輸出模擬量對應的變化量。 分辨率△與數(shù)字量輸入的位數(shù) n的關系： 實際使用中，常用輸入數(shù)字量的位數(shù)來表示分辨率 。 比如， 8位二進制 D/A轉換器，其分辨率是 8位，或者說△＝ 1/256。 顯然，數(shù)字量輸入的位數(shù)越多，分辨率越高。與 A/D轉換器的分辨率的概念一樣。 2REFnV?? * 建立時間 是指輸入數(shù)字信號的滿量程時，輸出模擬信號達到離終值 177。 LSB/2所需的時間，一般為幾十納秒～幾秒。 * 線性誤差 理想轉換特性（量化特性）應該是線性的，但實際轉換特性并非如此。在滿量程輸入范圍內，偏離理想轉換特性的最大誤差定義為線性誤差。 線性誤差常用 LSB的分數(shù)來表示，如 LSB/2或 177。 1LSB。 常見 D/A轉換器類型： － 電流輸出型 ，通常要轉為電壓，因外接放大器有滯后。 － 電壓輸出型 ，速度快，僅用于高阻抗負載。 － 乘算型 ，在基準電壓輸入上加交變信號，能輸出數(shù)字輸入和基準電壓輸入相乘的結果，完成乘法運算。 － 1 bit D/A轉換器 ，將數(shù)字值轉換為脈沖寬度調制或頻率調制的輸出，然后用數(shù)字濾波器作平均化而得到電壓輸出 (又稱位流方式 )。 3. 常用 D/A轉換器 8位 D/A轉換器 DAC0832由 R－ 2R電阻網(wǎng)絡構成的 8位 D/A轉換器、8位數(shù)據(jù)寄存器、 8位 DAC寄存器和相應的選通控制邏輯。 8 位數(shù) 據(jù)寄 存 器V R E FA G N D8 位D A C寄 存 器8 位D / A轉 換 器I O U T 2I O U T 1R f bL EL E( 1 )( 2 )D G N D當 L E ( 1 ) = 1 , 輸 出 數(shù) 據(jù) 隨V c cI L EC SW R 1W R 2X F E R當 L E ( 2 ) = 0 , 數(shù) 據(jù) 被 鎖 存輸 入 而 變 化D 7 ～ D 0數(shù)字 信號 輸入端 模擬 電流 輸出端 IOUT1+ IOUT2=常數(shù) C DAC0832 (1)8位 D/A轉換器 DAC0832的結構及工作原理 8 位數(shù) 據(jù)寄 存 器V R E FA G N D8 位D A C寄 存 器8 位D / A轉 換 器I O U T 2I O U T 1R f bL EL E( 1 )( 2 )D G N D當 L E ( 1 ) = 1 , 輸 出 數(shù) 據(jù) 隨V c cI L EC SW R 1W R 2X F E R當 L E ( 2 ) = 0 , 數(shù) 據(jù) 被 鎖 存輸 入 而 變 化D 7 ～ D 0當輸入鎖存允許 ILE 、片選 CS有效，寫選通信號 WR1（負脈沖）將輸入數(shù)字量 D鎖入 8位數(shù)據(jù)寄存器； 輸入鎖存允許 片選 寫選通信號 DAC0832 8 位數(shù) 據(jù)寄 存 器V R E FA G N D8 位D A C寄 存 器8 位D / A轉 換 器I O U T 2I O U T 1R f bL EL E( 1 )( 2 )D G N D當 L E ( 1 ) = 1 , 輸 出 數(shù) 據(jù) 隨V c cI L EC SW R 1W R 2X F E R當 L E ( 2 ) = 0 , 數(shù) 據(jù) 被 鎖 存輸 入 而 變 化D 7 ～ D 0傳送 控制 寫選通 信號 在傳送控制 XFER有效的條件下，寫選通信號 WR2（負脈沖）將數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到 DAC寄存器。 數(shù)據(jù)送入 DAC寄存器后 1μs（建立時間）， IOUT1和 IOUT2穩(wěn)定。 DAC0832 在實際應用中，通常采用外加運放的方法，把 DAC0832的電流輸出轉換為電壓輸出。 單極性電壓輸出 ： V R E FA G N DI O U T 2I O U T 1R f b系 統(tǒng)總 線V O U T＋－AD A C 0 8 3 2基準電壓 輸出 電壓 其中 D為數(shù)字輸入量， VREF為 DAC0832的基準電壓， 當 VREF為－ 5V時， VOUT為 0~5V； 當 VREF為－ 10V時， VOUT為 0~10V。 82O U T REFDVV??為了保證輸入輸出的線性度，兩個輸出端Iout1和 Iout2的電位應盡可能接近零，只有這樣，轉換后得到的輸出電流將經(jīng)過內部的反饋電阻 Rfb流到放大器的輸出端，否則，運放兩輸入端微小的電位差將導致很大的線性誤差 若 DAC0832的 CS口地址為 BASE,則將7FH轉換為模擬電壓的接口程序為 DAOUT:MOV DX, BASE MOV AL, 7FH OUT DX,AL RET （ 2） 12位 D/A轉換器 DAC1210 － 12位電流輸出型 D/A轉換器 －內部具有兩個鎖存器：輸入鎖存器和 DAC鎖存器，分別由 LE控制。 － BYTE1/BYTE2輸入控制端 高電平： DI0DI11同時鎖存到輸入寄存器 低電平： DI0DI3鎖存到 4位輸入寄存器 － DAC寄存器的鎖存控制端 LE 高電平： Q＝ D，輸入寄存器與 DAC寄存器直通 低電平： DAC寄存器鎖存 － WR1,WR2,CS,XFER ,Rfb,VREF與 DAC0832相同 單極性與雙極性電壓輸出電路 nR E FO U TDVV21 ???)12()( 1123132 ????? ?nREFOUTREFOUTDVVRRVRRV V/I變換 V/I轉換器 ZF2B20 在實現(xiàn) 0~5V、 0~10V、 1~5V直流電壓信號轉換成 0~10mA、 4~20mA，可直接采用集成 V/I轉換電路完成。 輸入電壓范圍： 0~10V 采用單正電源，電源電壓10~32V 低漂移，工作溫度 25~85攝氏度，最大漂移為 %o C V/I轉換器 AD694 輸入電壓范圍： 0~2V或 0~10V 采用單正電源，電源電壓+~36V 輸出范圍： 4~20mA， 0~20mA 可與電流輸出型 D/A轉換器直接配合使用 具有開路或超限報警功能 模擬量輸出通道模板舉例 圖 241 PCL726板卡組成框圖 接口D / AV / I 和 自 動 / 手 動 切 換D / AV / I 和 自 動 / 手 動 切 換P C 總 線通 道 1通 道 22. D/A 轉換程序流程 PCL726是研華公司推出的 D/A板卡，分辨率為 12位，線性度為 177。 1/2位，提供 6通道模擬量輸出，每個通道可以設置成 0~5V， 0~10V， 177。 5V， 177。 10V和 4~20mA輸出。 D/A 轉換程序流程如下（以通道 1為例）： （ 1）選擇通道地址 n=1（ n=1～ 6）。 （ 2）確定 D/A高 4位數(shù)據(jù)地址（基地址 +00）。 （ 3）置 D/A高 4位數(shù)據(jù) (D3～ DO 有效 )。 （ 4）確定 D/A低 8位數(shù)據(jù)地址（基地址 +01）。 （ 5） 置 D/A低 8位數(shù)據(jù) 并啟動轉換。 3. 程序設計舉例 PCL726 的 D/A 輸出、數(shù)字量輸入等操作均不需要狀態(tài)查詢，分辨率為 12位， 000H～ 0FFFH分別對應輸出 0%～ 100%，若輸出 50%，則對應的輸出數(shù)字量為7FFH， 設基地址為 220H， D/A通道 l輸出 50%的程序如下： C語言參考程序段如下： outportb ( 0x220 , 0x07 ) // D/A 通道 l 輸出 50% outportb ( 0x221 , 0xff ) 匯編語言參考程序如下：（基地址為 220H ）： MOV AL， 07H ； D/A 通道 l 輸出 50% MOV DX， 0220H OUT DX， AL MOV DX， 0221H MOV AL， 0FFH OUT DX， AL 智能遠程 I/O模塊 智能遠程 I/O模塊是傳感器和執(zhí)行機構到計算機的多功能遠