《电子技术基础》课程教学资源（模拟电子技术）PPT课件讲稿：数/模转换器

第二节数/模转换器 数/模转换器的工作原理 DAC的主要技术指标 三、集成D/A转换器及其应用 张 孝

第二节 数/模转换器 一、数/模转换器的工作原理 二、DAC的主要技术指标 三、集成D/A转换器及其应用

数/模转换器的工作原理 数/模转换器是将数字量转换成模拟量的 装置。其转换方式有并行转换和串行转换两种。 目前常使用的是并行转换方式。并行转换是要 把转换的各位数字代码同时送到转换器相应的 输入端,转换时间只取决于转换器中电流或电 压建立的时间以及求和时间,所以转换速度快, 用得最多 数/模转换器的输入输出可用下式表示: A= KD 孝

一、数/模转换器的工作原理 数/模转换器是将数字量转换成模拟量的 装置。其转换方式有并行转换和串行转换两种。 目前常使用的是并行转换方式。并行转换是要 把转换的各位数字代码同时送到转换器相应的 输入端，转换时间只取决于转换器中电流或电 压建立的时间以及求和时间，所以转换速度快， 用得最多。 数/模转换器的输入输出可用下式表示： A = KD

公式 式中:A模拟输出电压(或电流); K基准电压(或电流): D输入的数字量,若D是二进制整 数,可用下式表示 D=D.,2m1+D2n2+.+D,21+D20 张 孝

公式 式中：A—模拟输出电压（或电流）； K—基准电压（或电流）： D—输入的数字量，若D是二进制整 数，可用下式表示 0 0 1 1 2 2 1 D D 1 2 D 2 D 2 D 2 n n n = n + + + + − − − − 

公式 式中,D为1或0的系数,n为整数。为了 把数字量D转换成模拟量A,必须将二进制数中 每一个为1的代码按其权相加,所得总和就是 与数字量成正比的模拟量,从而实现数字/模 拟转换。为实现上述转换功能,基本的数/模 转换器一般包括5部分:精密的基准电压(或 电流)、暂时存放数字量的输入寄存器、模拟 二进制系数D的电压(或电流)开关、产生二 进制权电压或权电流的电阻译码电路、提供电 压或流相加输出的运算放大器 孝

公式 式中，Di为1或0的系数，n为整数。为了 把数字量D转换成模拟量A，必须将二进制数中 每一个为1的代码按其权相加，所得总和就是 与数字量成正比的模拟量，从而实现数字/模 拟转换。为实现上述转换功能，基本的数/模 转换器一般包括5部分：精密的基准电压（或 电流）、暂时存放数字量的输入寄存器、模拟 二进制系数Di的电压（或电流）开关、产生二 进制权电压或权电流的电阻译码电路、提供电 压或电流相加输出的运算放大器

D/A转换器框图 参考电压源 模拟 输入D 寄存器 电阻 运算放 译码 大电路 信号 模拟开关 电路 张 图14-2DA转换器框图 孝

D/A转换器框图 UR 输 入 D 寄 存 器 电阻 译码 模 电路 拟 开 关 运算放 大电路 模拟 信号 A 参考电压源 … … … 图14-2 D/A转换器框图 …

权电阻DA转换器 图14-3所示为4位权电阻D/A转换器原理图, 它由输入寄存器、模拟开关S3~S。、权电阻网 络、基准电压源l和运算放大器A等五部分组 成。 张 孝

1.权电阻D/A转换器 图14-3所示为4位权电阻D/A转换器原理图， 它由输入寄存器、模拟开关S3~S0、权电阻网 络、基准电压源UR和运算放大器A等五部分组 成

4位权电阻DAC D RE O3 R D 12 WE O2 2R D Sr O1 22R A Do 2R 10 张 图14-34位权电阻DAC 孝

4位权电阻DAC I∑ I I1 I2 S0 S1 S2 D3 S3 D2 D1 D0 UR A I3 I0 图14-3 4位权电阻DAC RF UO 输 入 寄 存 器 Q3 Q2 Q1 Q0 R 0 2 R 1 2 R 2 2 R 3 2

权电阻DA转换器组成 (1)输入寄存器 (2)电阻模拟开关。 (3)权电阻网络。 (4)基准电源l (5)运算放大器A。 张 孝

权电阻D/A转换器组成 （1）输入寄存器。 （2）电阻模拟开关。 （3）权电阻网络。 （4）基准电源UR。 （5）运算放大器A

工作原理 若有一个二进制数码表示的4位数字量 D=D2D2D1D。用4位二进制代码D3、D2、D1 D分别控制电子开关S3、S2、S1、S°当S接 时该支路中的电阻便得到电流,否则该支路 电流为0,各支路的总电流流到戽上便建立起 输出电压。 张 孝

工作原理 若有一个二进制数码表示的4位数字量 D=D3D2D1D0。用4位二进制代码D3、D2、D1、 D0分别控制电子开关S3、S2、S1、S0。当Sn接 UR时该支路中的电阻便得到电流，否则该支路 电流为0，各支路的总电流流到RF上便建立起 输出电压

=l3+2+1+=D3+AD2+ED1+E R 2R 4R 8R R -2+—+ D,+22D+2D,+2D R 2 2022222R 取=尽2,则 U。=-I·Rn=-I R U F pD2+2D2+2D1+2D] 张 2 孝

取RF=R/2，则   0 0 1 1 2 2 3 3 3 3 0 2 1 1 2 0 3 3 2 1 0 3 2 1 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 8 D D D D R D D D D U R U D R U D R U D R U D R U I I I I I R R R R R R = + + +       = + + + = + + + = + + +   0 0 1 1 2 2 3 3 4 2 2 2 2 2 2 D D D D R U U I R I R O = −  F = −  = − + + +