數(shù)/模( D/A)和模/數(shù)(AlD)轉(zhuǎn)換器
發(fā)布時間:2013/10/20 12:30:19 訪問次數(shù):1307
隨著數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展,FM25CL64-S尤其是計算機的普遍應用,模擬量和數(shù)字量之間的互相轉(zhuǎn)換日趨廣泛。眾所周知,計算機所能接受和處理的信息是數(shù)字信號,而測量與控制的物理量往往是一些連續(xù)變化的模擬量,如溫度、速度、壓力、流量、位移等,這些模擬量經(jīng)傳感器變成相應的電壓或電流等模擬信號。只有將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,計算機才能對它們進行運算或處理,然后再將運算或處理結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬信號,才能驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)以實現(xiàn)對被控制量的控制。把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的電路稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換器,簡稱D/A轉(zhuǎn)換器(DAC),而把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的電路稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,簡稱A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)。數(shù)/模(D/A)和模/數(shù)(AlD)轉(zhuǎn)換器實際上是計算機與外部設備之間的重要接口電路。本節(jié)介紹數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換的基本概念及一些典型轉(zhuǎn)換電路的工作原理。
數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器(DAC)的任務是把輸入數(shù)字量變換成為與之成一定比例的模擬量,按其結(jié)構(gòu)可以分為4種:電壓輸出型、屯流輸出型、視頻型和對數(shù)型。
圖9.2.1(a)是模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的示意圖。
圖中D表示n位并行輸入的數(shù)字量,VA是輸出模擬量,VREF是實現(xiàn)轉(zhuǎn)換所必需的參考電壓(或基準電壓),它通常是一個恒定的模擬量,三者之間應該滿足
VA =KD VREF (9.2.1)
式中K是常數(shù),不同類型的DAC對應各自的K值。假設
式(9.2.3)說明了DAC的輸人數(shù)字量和輸出電壓(模擬量)之間的關(guān)系。這種對應關(guān)系也可以用圖9.2.1(b)表示。圖中數(shù)字量的位數(shù)n-4。VISB是該DAC的最小輸出電壓,即當D=OOOl時的輸出電壓。如果把式(9.2.3)中的輸出電壓改成輸出電流,則可得數(shù)字一電流(模擬量)轉(zhuǎn)換的關(guān)系式或曲線。
DAC主要由數(shù)字寄存器、模擬電子開關(guān)、位權(quán)網(wǎng)絡、求和運算放大器和基準電壓(或恒流源)組成。根據(jù)實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的位權(quán)網(wǎng)絡不同,把DAC分成不同類型,例如全電阻網(wǎng)絡DAC、T形電阻網(wǎng)絡DAC、倒T形電阻網(wǎng)絡DAC、電流激勵型DAC、雙極性轉(zhuǎn)換DAC等。位權(quán)網(wǎng)絡類型不同,但功能都是完成式(9.2.3)的轉(zhuǎn)換,工作原理基本相同。下面以T形電阻網(wǎng)絡DAC為例,講述D/A轉(zhuǎn)換的原理。
隨著數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展,FM25CL64-S尤其是計算機的普遍應用,模擬量和數(shù)字量之間的互相轉(zhuǎn)換日趨廣泛。眾所周知,計算機所能接受和處理的信息是數(shù)字信號,而測量與控制的物理量往往是一些連續(xù)變化的模擬量,如溫度、速度、壓力、流量、位移等,這些模擬量經(jīng)傳感器變成相應的電壓或電流等模擬信號。只有將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,計算機才能對它們進行運算或處理,然后再將運算或處理結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬信號,才能驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)以實現(xiàn)對被控制量的控制。把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的電路稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換器,簡稱D/A轉(zhuǎn)換器(DAC),而把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的電路稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,簡稱A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)。數(shù)/模(D/A)和模/數(shù)(AlD)轉(zhuǎn)換器實際上是計算機與外部設備之間的重要接口電路。本節(jié)介紹數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換的基本概念及一些典型轉(zhuǎn)換電路的工作原理。
數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器(DAC)的任務是把輸入數(shù)字量變換成為與之成一定比例的模擬量,按其結(jié)構(gòu)可以分為4種:電壓輸出型、屯流輸出型、視頻型和對數(shù)型。
圖9.2.1(a)是模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的示意圖。
圖中D表示n位并行輸入的數(shù)字量,VA是輸出模擬量,VREF是實現(xiàn)轉(zhuǎn)換所必需的參考電壓(或基準電壓),它通常是一個恒定的模擬量,三者之間應該滿足
VA =KD VREF (9.2.1)
式中K是常數(shù),不同類型的DAC對應各自的K值。假設
式(9.2.3)說明了DAC的輸人數(shù)字量和輸出電壓(模擬量)之間的關(guān)系。這種對應關(guān)系也可以用圖9.2.1(b)表示。圖中數(shù)字量的位數(shù)n-4。VISB是該DAC的最小輸出電壓,即當D=OOOl時的輸出電壓。如果把式(9.2.3)中的輸出電壓改成輸出電流,則可得數(shù)字一電流(模擬量)轉(zhuǎn)換的關(guān)系式或曲線。
DAC主要由數(shù)字寄存器、模擬電子開關(guān)、位權(quán)網(wǎng)絡、求和運算放大器和基準電壓(或恒流源)組成。根據(jù)實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的位權(quán)網(wǎng)絡不同,把DAC分成不同類型,例如全電阻網(wǎng)絡DAC、T形電阻網(wǎng)絡DAC、倒T形電阻網(wǎng)絡DAC、電流激勵型DAC、雙極性轉(zhuǎn)換DAC等。位權(quán)網(wǎng)絡類型不同,但功能都是完成式(9.2.3)的轉(zhuǎn)換,工作原理基本相同。下面以T形電阻網(wǎng)絡DAC為例,講述D/A轉(zhuǎn)換的原理。
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