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    DAC0832中文资料

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    DAC0832中文资料

    脚功能电路应用原理图采样频率为八位的 D/A 转换芯片,集成电路内有两级输入寄存器,使 片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式,以便适于各种电路的需要如要求多路 D/A 异步输入、同步转换等。所以这个芯片的应用很广泛,关于 D/A 转换结果采用电流形式输出。若需要相应的模拟电压信号,可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。运放的反馈电阻可通过 引用片内固有电阻,也可外接。辑输入满足 平,可直接与 路或微机电路连接。用电路图用电路图脚功能说明据输入线,平。 据锁存允许控制信号输入线,高电平有效。 选信号输入线,低电平有效。 输入寄存器的写选通信号。 据传送控制信号输入线,低电平有效。 存器写选通输入线。 流输出线。当输入全为 1 时 大。 电流输出线。其值与 和为一常数。 馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻. 源输入线 5v15v 准电压输入线 10v 拟地,摸拟信号和基准电源的参考地. 字地,两种地线在基准电源处共地比较好. 采用 现 A/D 转换。(一) D/A 转换器 采用 艺制成的单片直流输出型 8 位数/模转换器。如图 4示,它由倒 T 型 阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压 大部分组成。运算放大器输出的模拟量 图 4出的模拟量 与输入的数字量( ) 成正比,这就实现了从数字量到模拟量的转换。一个 8 位 D/A 转换器有 8 个输入端(其中每个输入端是 8 位二进制数的一位),有一个模拟输出端。输入可有 28256 个不同的二进制组态,输出为 256 个电压之一,即输出电压不是整个电压范围内任意值,而只能是 256 个可能值。图 4 逻辑框图和引脚排列。图 47数字信号输入端。入寄存器允许,高电平有效。选信号,低电平有效。信号 1,低电平有效。送控制信号,低电平有效。信号 2,低电平有效。流输出端。集成在片内的外接运放的反馈电阻。 准电压( 0V)。源电压(515V)。拟地 字地,可与 在一起使用。出的是电流,一般要求输出是电压,所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。实验线路如图 4示。 图 48 路模拟信号输入端。2、地址输入端。址锁存允许输入信号,在此脚施加正脉冲,上升沿有效,此时锁存地址码,从而选通相应的模拟信号通道,以便进行 A/D 转换。动信号输入端,应在此脚施加正脉冲,当上升沿到达时,内部逐次逼近寄存器复位,在下降沿到达后,开始 A/换结束输出信号(转换接受标志),高电平有效。入允许信号,高电平有效。P时钟信号输入端,外接时钟频率一般为 6405V 单电源供电。 、 ,基准电压的正极、负极。一般 接5V 电源,接地。0数字信号输出端。 由 1、地址输入端选通8 路模拟信号中的任何一路进行 A/D 转换。第 10章 数/模(D/A)转换器D/A 转换器是接收数字量,输出一个与数字量相对应的电流或电压信号的模拟量接口。D/A 转换器被广泛用于计算机函数发生器、计算机图形显示以及与 A/D 转换器相配合的控制系统等。D/A 转换原理数字量的值是由每一位的数字权叠加而得的。D/A 转换器品种繁多,有权电阻 形权电阻T 型电阻 容型 权电流 。为了掌握数/模转换原理,必须先了解运算放大器和电阻译码网络的工作原理和特点。1. 运算放大器运算放大器有三个特点开环放大倍数非常高,一般为几千,甚至可高达 10 万。在正常情况下,运算放大器所需要的输入电压非常小。输入阻抗非常大。运算放大器工作时,输入端相当于一个很小的电压加在一个很大的输入阻抗上,所需要的输入电流也极小。输出阻抗很小,所以,它的驱动能力非常大。,示的、由电阻网络和运算放大器组成的、最简单的 4 位D/A 转换器。图中, 一个有足够精度的标准电源。运算放大器输入端的各支路对应待转换资料的 1,,D 。各输入支路中的开关由对应的数字元值控制,如果数字元为1,则对应的开关闭合;如果数字为 0,则对应的开关断开。各输入支路中的电阻分别为 R,2R ,4R,这些电阻称为权电阻。假设,输入端有 4 条支路。4 条支路的开关从全部断开到全部闭合,运算放大器可以得到 16 种不同的电流输入。这就是说,通过电阻网络,可以把 0000B1111B 转换成大小不等的电流,从而可以在运算放大器的输出端得到相应大小不同的电压。如果数字 0000B 每次增 1,一直变化到 1111B,那么,在输出端就可得到一个 0压幅度的阶梯波形。 型电阻网络的 D/A 转换器从图 以看出,在 D/A 转换中采用独立的权电阻网络,对于一个 8 位二进制数的 D/A 转换器,就需要R,2R,4R,,128R 共 8 个不等的电阻,最大电阻阻值是最小电阻阻值的 128 倍,而且对这些电阻的精度要求比较高。如果这样的话,从工艺上实现起来是很困难的。所以,n 个如此独立输入支路的方案是不实用的。在 路结构中,最简单而实用的是采用 T 型电阻网络来代替单一的权电阻网络,整个电阻网络只需要 R 和 2R 两种电阻。在集成电路中,由于所有的组件都做在同一芯片上,电阻的特性可以做得很相近,而且精度与误差问题也可以得到解决。图 采用 T 型电阻网络的 4 位 D/A 转换器。4 位元待转换资料分别控制 4 条支路中开关的倒向。在每一条支路中,如果(资料为 0)开头倒向左边,支路中的电阻就接到地;如果(资料为 1)开关倒向右边,电阻就接到虚地。所以,不管开关倒向哪一边,都可以认为是接“地” 。不过,只有开关倒向右边时,才能给运算放大器输入端提供电流。T 型电阻网络中,节点 A 的左边为两个 2R 的电阻并联,它们的等效电阻为 R,节点 B 的左边也是两个 2R 的电阻并联,它们的等效电阻也是 R,,依次类推,最后在 D 点等效于一个数值为 R 的电阻接在参考电压 。这样,就很容易算出,C 点、B 点、 A 点的电位分别为,,。在清楚了电阻网络的特点和各节点的电压之后,再来分析一下各支路的电流值。开关 2,S 1,S 0 分别代表对应的 1位二进制数。任一资料位 ,表示开关 向右边;D i0,表示开关 向左边,接虚地,无电流。当右边第一条支路的开关 向右边时,运算放大器得到的输入电流为 2R) ,同理,开关 1, 向右边时,输入电流分别为4R) , 8R) ,16R ) 。如果一个二进制数据为 1111,运算放大器的输入电流I2R)4R)8R) 16R)2R ) (2 022 4R) (2 3222120)相应的输出电压 4R) (2 3222120)将资料推广到 n 位,输出模拟量与输入数字量之间关系的一般表达式为2 (D 020) 或 0上式表明,输出电压 和网络电阻 R、运算放大器反馈电阻 准参考电压 D/A 转换器性能参数在实现 D/要涉及下面几个性能参数。分辨率。分辨率是指最小输出电压(对应于输入数字量最低位增 1 所引起的输出电压增量)和最大输出电压(对应于输入数字量所有有效位全为 1 时的输出电压)之比, 例如,4 位 分辨率为 1/241/15分辨率也常用百分比来表示) 。8 位 分辨率为 1/255显然,位数越多,分辨率越高。转换精度。如果不考虑 D/A 转换的误差,换精度就是分辨率的大小,因此,要获得高精度的 D/A 转换结果,首先要选择有足够高分辨率的 ,一般是用误差大小表示。转换误差包括零点误差、漂移误差、增益误差、噪声和线性误差、微分线性误差等综合误差。绝对转换精度是指满刻度数字量输入时,模拟量输出接近理论值的程度。它和标准电源的精度、权电阻的精度有关。相对转换精度指在满刻度已经校准的前提下,整个刻度范围内,对应任一模拟量的输出与它的理论值之差。它反映了 线性度。通常,相对转换精度比绝对转换精度更有实用性。相对转换精度一般用绝对转换精度相对于满量程输出的百分数来表示,有时也用最低位(几分之几表示。例如,设 满量程输出电压 5V,n 位 相对转换精度为则最大误差为 5相对转换精度为1/2,则最大相对误差为1/2n1V 非线性误差。D/A 转换器的非线性误差定义为实际转换特性曲线与理想特性曲线之间的最大偏差,并以该偏差相对于满量程的百分数度量。转换器电路设计一般要求非线性误差不大于1/2转换速率/建立时间。转换速率实际是由建立时间来反映的。建立时间是指数字量为满刻度值(各位全为 1)时,如,90满量程或1/2量程)时所需要的时间。建立时间是 D/A 转换速率快慢的一个重要参数。很显然,建立时间越大,转换速率越低。不同型号 建立时间一般从几个毫微秒到几个微秒不等。若输出形式是电流,建立时间是很短的;若输出形式是电压,建立时间主要是输出运算放大器所需要的响应时间。接口电路美国资料公司研制的 8 位双缓冲器 D/A 转换器。芯片内带有资料锁存器,可与数据总线直接相连。电路有极好的温度跟随性,使用了 流开关和控制逻辑而获得低功耗、低输出的泄漏电流误差。芯片采用 电阻网络,对参考电流进行分流完成 D/A 转换。转换结果以一组差动电流 出。要性能参数分辨率 8 位; 转换时间1s;参考电压10V;单电源5V15v;功耗 20结构内部结构如图 示。有两级锁存器,第一级锁存器称为输入寄存器,它的锁存信号为二级锁存器称为 存器,它的锁存信号为传输控制信号 为有两级锁存器,以工作在双缓冲器方式,即在输出模拟信号的同时采集下一个数字量,这样能有效地提高转换速度。此外,两级锁存器还可以在多个 D/A 转换器同时工作时,利用第二级锁存信号来实现多个转换器同步输出。图 高电平、 1入寄存器的输出跟随输入而变化;此后,当 1料被锁存到输入寄存器中,这时的输入寄存器的输出端不再跟随输入资料的变化而变化。对第二级锁存器来说, 2后,当 输入寄存器的资料锁存到 存器中。2. 引脚特性 20 引脚的双列直插式芯片。各引脚的特性如下 片选信号,和允许锁存信号 合来决定 1允许锁存信号。1写信号 1,作为第一级锁存信号,将输入资料锁存到输入寄存器(此时, S、时有效) 。2写信号 2,将锁存在输入寄存器中的资料送到存器中进行锁存(此时,传输控制信号 。传输控制信号,用来控制 2W。8 位数据输入端。模拟电流输出端 1。当 存器中全为 1 时,输出电流最大,当 存器中全为 0 时,输出电流为 0。模拟电流输出端 2。I 数。反馈电阻引出端。部已经有反馈电阻,所以,R 可以直接接到外部运算放大器的输出端。相当于将反馈电阻接在运算放大器的输入端和输出端之间。参考电压输入端。可接电压范围为10V 。外部标准电压通过 T 型电阻网络相连。芯片供电电压端。范围为5V15V,最佳工作状态是15V。模拟地,即模拟电路接地端。数字地,即数字电路接地端。工作方式行 D/A 转换,可以采用两种方法对数据进行锁存。第一种方法是使输入寄存器工作在锁存状态,而 存器工作在直通状态。具体地说,就是使 2存器的锁存选通端得不到有效电平而直通;此外,使输入寄存器的控制信号 于高电平、 样,当 1可以完成 1 次转换。第二种方法是使输入寄存器工作在直通状态,而 存器工作在锁存状态。就是使 1高电平,这样,输入寄存器的锁存选通信号处于无效状态而直通;当 2 个负脉冲时,使得 存器工作在锁存状态,提供锁存数据进行转换。根据上述对 输入寄存器和 存器不同的控制方法,如下 3 种工作方式单缓冲方式。单缓冲方式是控制输入寄存器和 存器同时接收资料,或者只用输入寄存器而把 存器接成直通方式。此方式适用只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形。双缓冲方式。双缓冲方式是先使输入寄存器接收资料,再控制输入寄存器的输出资料到 存器,即分两次锁存输入资料。此方式适用于多个 D/A 转换同步输出的情节。直通方式。直通方式是资料不经两级锁存器锁存,即 1高电平。此方式适用于连续反馈控制线路,不过在使用时,必须通过另加 I/O 接口与 接,以匹配 D/A 转换。外部连接外部连接线路如图 示。5. 应用举例现一次 D/A 转换,可以采用下面程序段。设定要转换的数据放在 1000H 单元中。00 ;取转换资料 ; D/A 转换器端口地址L在实际应用中,经常需要用到一个线性增长的电压去控制某一个检测过程,或者作为扫描电压去控制一个电子束的移动。执行下面的程序段,利用 D/A 转换器产生一个锯齿波电压,实现此类控制作用。 ; D/A 转换器端口地址 ;置初值 L ;往 D/A 转换器输出资料 ;调用延迟子程序 ;置延迟常数 要将指令 L 改成可以了。从两个不相关的文件中输出一批 料,驱动 录仪,或者控制加工复杂零件的走刀(X 轴)和进刀(Y 轴) 。这些在控制过程中是很有用的。下面程序驱动 录仪的100 点输出,并用软件驱动记录仪的抬笔和放笔控制。 ;X 轴资料指针 ;Y 轴资料指针 100 ;往 X 轴的 D/A 转换器输出资料 L ;往 Y 轴的 D/A 转换器输出资料 ;调延迟子程序 1,等待笔移动 1 L ;输出升脉冲,控制笔放下 ;调延迟子程序 2,等待完成 0 L ;输出降脉冲,控制笔抬起 ;调延迟子程序 2,等待完成

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