【正文】 I D A e a b c d f g Ucc GND 74LS49的管腳圖 消隱控制端 功能表（簡表） 輸 入 輸 出 顯 示 D?A BI a?g 1 0 XXXX 0000000 消隱 8421碼 譯碼 顯示字型 完整的功能表請參考相應的參考書。 74LS49與七段顯示器件的連接 ： b f a c d e g b f a c d e g BI D C B A +5V +5V 74LS49是集電極開路，必須接上拉電阻 74LS49 數(shù) /模與模 /數(shù)變換器是計算機與外部設備的重要接口 ,也是數(shù)字測量和數(shù)字控制系統(tǒng)的重要部件。 167。 數(shù)模和模數(shù)轉換 能將數(shù)字量轉換為模擬量的裝置稱為數(shù) /模變換器 ( 簡稱 D/A變換器 )。 能將模擬量轉換為數(shù)字量的裝置稱為模 /數(shù)變換器 ( 簡稱 A/D變換器 )。 由于構成數(shù)字代碼的每一位都有一定的“權”，因此為了將數(shù)字量轉換成模擬量，就必須將每一位代碼按其“權”轉換成相應的模擬量，然后再將代表各位的模擬量相加，即可得到與該數(shù)字量成正比的模擬量，這就是構成 D/A變換器的基本思想。 一、 D/A 變換器 ⒈ 權電阻 D/A變換器 這種變換器由“電子模擬開關”、“權電阻求和網(wǎng)絡”、“運算放大器”和“基準電源”等部分組成。 UR ?+ + A uo S2 S3 S1 S0 R R/2 R/4 R/8 R3 R2 R1 R0 RF D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 5 k ?R = 80 k ?0 0 1 1 電子模擬開關 ( S0S3)由電子器件構成，其動作受二進制數(shù) D0D3 控制。當 DK ＝ 1 時，則相應的開關 SK 接到位置 1上，將基準電源 UR經(jīng)電阻 Rk引起的電流接到運算放大器的虛地點（如圖中 S0、 S1）；當 Dk＝ 0 時，開關 Sk 接到位置 0 ，將相應電流直接接地而不進運放（如圖中 S S3）。 ?+ + A uo S2 S3 S1 S0 R R/2 R/4 R/8 R3 R2 R1 R0 RF D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 UR 5 k ?R = 80 k ?Uo = UR RF R （ ） D3 D0 D1 D2 23 20 21 22 ＋ ＋ ＋ 根據(jù)反相比例運算公式可得： 顯然，輸出模擬電壓的大小直接與輸入 二進制數(shù)的大小成正比，從而實現(xiàn)了數(shù)字量 到模擬量的轉換 。 ?+ + A uo S2 S3 S1 S0 R R/2 R/4 R/8 R3 R2 R1 R0 RF D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 UR 5 k ?R = 80 k ?⒉ T形解碼網(wǎng)絡 D/A變換器 ( 以 4位為例 ) 由于解碼網(wǎng)絡的電路結構和參數(shù)匹配，使得上圖中 D、 C、 B、 A四點的電位逐位減半 . A B ?+ + A uo S2 S3 S1 S0 2R 2R 2R 2R R3 R2 R1 R0 RF D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 UR 2R R R R I3 I2 I1 I0 I C D 和權電阻網(wǎng)絡相比， T形解碼網(wǎng)絡中電阻的類型少，只有 R、 2R兩種，電路構成比較方便。 UD = UR UC = UR/ 2 UB = UR/4 UA = UR/8 即： 因此，每個 2R支路中的電流也逐位減半。 A B ?+ + A uo S2 S3 S1 S0 2R 2R 2R 2R R3 R2 R1 R0 RF D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 UR 2R R R R I3 I2 I1 I0 I C D I = I3 + I2 + I1 + I0 UR 2R = D3 UR 16R D0 UR 8R D1 UR 4R D2 + + + = UR 16R ( 8D3 + 4D2 + 2D1 + 1D0 ) = URRF 16R ( 8D3 + 4D2 + 2D1 + 1D0 ) uo A B ?+ + A uo S2 S3 S1 S0 2R 2R 2R 2R R3 R2 R1 R0 RF D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 UR 2R R R R I3 I2 I1 I0 I C D ⒊ D/A變換器的主要技術指標 指最小輸出電壓和最大輸出電壓之比。 有時也用輸入數(shù)字量的有效位數(shù)來表示分辨率。 ① 分辨率 ② 線性度 通常用非線性誤差的大小表示 D/A 變換器的線性度。把偏離理想的輸入－輸出特性的偏差與滿刻度輸出之比的百分數(shù)定義 為非線性誤差。 ③ 輸出電壓 ( 電流 )的建立時間 A/D變換器的任務是將模擬量轉換成數(shù)字量 ,它是模擬信號和數(shù)字儀器的接口。根據(jù)其性能不同，類型也比較多。 二、 A/D 變換器 ⒈ 并聯(lián)比較型 ? + + ? + + ? + + ? + + ? + + ? + + ? + + ux E R R R R R R R R D2 D1 D0 數(shù)字輸出 A G F E C D B 編 碼 器 7E/8 6E/8 5E/8 4E/8 3E/8 2E/8 E/8 電路由三部分組成 : 分壓器 、 比較器 和編碼器 。 這種 A/D 變換器的優(yōu)點是轉換速度快，缺點 是所需比較器數(shù)目多，位數(shù)越多矛盾越突出。 比較器輸入 E ux 7E / 8 7E / 8 ux 6E / 8 6E / 8 ux 5E / 8 5E / 8 ux 4E / 8 4E / 8 ux 3E / 8 3E / 8 ux 2E / 8 2E / 8 ux 1E / 8 1E / 8 ux 0 A B C D E F G D2 D0 D1 編碼器輸出 輸入電壓 ux 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 邏輯狀態(tài)關系表 ⒉ 逐次逼近型 其工作原理可用天平秤重作比喻。若有四個砝碼共重 15克，每個重量分別為 1克。設待秤重量 Wx = 13克，可以用下表步驟來秤量： 砝碼重 第一次 第二次 第三次 第四次 加 4克 加 2克 加 1克 8 克 砝碼總重 待測重量 Wx ，故保留 砝碼總重仍 待測重量 Wx ，故保留 砝碼總重 待測重量 Wx ，故撤除 砝碼總重 ＝ 待測重量 Wx ，故保留 暫時結果 8 克 12 克 12 克 13 克 結 論 ?－ ＋ ＋ 1 0 0 0 1 0 0 0 D / A ux (待轉換的模擬電壓 ) uo uc 控 制 邏 輯 數(shù)碼寄存器 移位寄存器 時鐘 清 0、置數(shù) 清 0、置數(shù) CP、 (移位命令 ) “1”狀態(tài)是否保留 控制端 原理框圖 ⒊ A/D 變換器的主要技術指標 ① 分辨率 ：以輸出二進制代碼的位數(shù)表示分辨率。位數(shù)越多，量化誤差越小，轉換精度越高。 ② 轉換速度 ：完成一次 A/D轉換所需要的時間，即從它接到轉換命令起直到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字量輸出所需要的時間。 ③ 相對精度 ：實際轉換值和理想特性之間的最大偏差。 ④ 其它： 功率 、 電源電壓 、 電壓范圍 等。 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。 一、 輸入特性 UCE ?1V IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 工作壓降： 硅管UBE?~,鍺管UBE?~。 UCE=0V UCE = 死區(qū)電壓，硅管，鍺管 。 ui uo +UOM UOM ? Kd越大，運放的線性范圍越小，必須 在 輸出與輸入之間 加負反饋 才能使其擴大輸入信號的線性范圍。 ui uo _ + ? + Kd CoOM EuU ?? m a x例：若 UOM=12V， Ao=106， 則 |ui|12?V時，運放 處于線性區(qū)。 線性放大區(qū) 三、 運放工作在線性區(qū)時的特點 + + ? uo ui UR uo ui 0 +Uom Uom UR 當 ui UR時 , uo = +Uom 當 ui UR時 , uo = Uom ui從反相端輸入 0?? ?? uuFiii ?? 1211)( 212111iFiFo uRRuRRu ???i12 iF i11 R12 _ + + ? RF R11 ui2 uo RP ui1