《EDA电子设计自动化》讨论题(二)

1、电子设计自动化讨论题（二）1、试用集成DAC和ADC设计一个将正弦波转换为数字量，又能将数字量转换为模拟量的转换电路。要求：（1）设计电路并仿真分析ADC输入的模拟信号和DAC输出的模拟信号波形，对两波开进行对比，说明波形变化规律；（30分）（2）说明采用的DAC和ADC集成器件的作用及各管脚功能；（30分）（3）说明仿真分析中所采用的仪表（如示波器、信号发生器）的设置（截图说明）。（40分）解：根据题目要求我们设计了一下电路，如图2-1所示：图2-1 基于ADC和VDAC8的A/D转换和D/A转换仿真电路基于ADC和VDAC8的A/D转换D/A转换仿真电路如上图2-1所示，在电路中采用有效值

2、5V、频率为500Hz的正弦交流信号，为了对比仿真结果，在ADC输入信号中叠加了一个5V的信号。同时在电路中采用滑动变阻器构成一个分压电路，通过滑动滑动变阻器触头，改变R1输入电阻，即可改变输入模拟信号的大小，ADC输出的高4 位和低4位分别接1个数码管，显示输入模拟信号的转换结果。该电路将ADC的输出信号接到VDAC8的输入端，实际是将ADC输入模拟信号先进行A/D变换，然后进行D/A转换。在电路中利用双示踪示波器对源信号和DAC输出信号进行观察比较，将示波器A通道接在ADC的模拟信号输入端，B通道接在VDAC8的模拟信号输出端。在仿真电路中，为了便于观察仿真结果，可以加快仿真速度，双击函数

3、发生器，打开参数设置对话框，如图2-2所示，设置信号频率为50KHz。双击VDAC8图标，打开参数设置对话框，如图2-3所示，设置数字高低电平的电压阈值。图2-2 函数发生器参数设置图2-3 VDAC8数字高低电平的电压阈值设置按下仿真开关，ADC的输出结果即数码管显示数值不断变化，打开双通道示波器，ADC输入模拟信号，VDAC8数模转换输出模拟信号波形如图2-4所示：图2-4 ADC输入模拟信号和VDAC8输出模拟信号波形该电路将ADC的输出数字信号接到VDAC8的输入端，实际是将ADC输入模拟信号先进行A/D变换，然后进行D/A转换。由图2-4 ADC输入模拟信号和VADC8输出模拟信号的

4、波形可知，输出信号与输入信号的频率基本上不变，但是受转换电路的影响，输出信号的幅值和精度与源信号相比，产生了一些变化。进一步结合示波器导出的数据部分截图图2-5，我们可以知道输出模拟信号的幅值比输入模拟信号的幅值要小，输入幅值为7.0711V，而输出信号幅值为6.0156V，并且还存在失真现象，输出信号的精度也没有输入模拟信号的精度高，但是二者的频率基本上没有发生改变。（1） 本电路采用的ADC和VDAC8集成器件的作用及各管脚功能简介： ADC集成器件（图2-6、2-7）的作用及各管脚功能简介：ADC的主要功能是将输入的模拟信号转换成8位的数字信号输出，其输入-输出说明如下： Vin：模拟电

5、压信号的输入端子。图2-5 示波器导出数据部分截图 Verf+、Verf-：参考电压“+”、“”端子，接直流参考源的正极和负极，ADC输入模拟信号的范围不能超过该参考电压，正负极电压差也是ADC转换精度的决定因素之一。 SOC：转换启动信号端，该端口电平从低电平变成高电平时，转换开始，即SOC转换启动端上升沿有效启动。 EOC：转换结束标志位输出端，高电平表示转换结束，软件清零。 OE：输出允许端，可与EOC接在一起。 D0-D7：数字信号输出端。 VDAC8集成器件（图2-8）的作用及各管脚功能简介：电压型DAC（即VDAC8）是 一个8位电压输出数模转换器。输出范围可以从 0 到1.020

6、 V（4 mV/位）或从0到4.08 V（16 mV/位）。VDAC8可以通过硬件、软件或使用硬件和软件的组合进行控制。它的主要功能是将输入的8位数字信号转换成模拟信号输出，其输入-输出说明如下： D0-D7：数字电压信号的输入端子。 Verf+、Verf-：参考电压“+”、“”端子，接直流参考源的正极和负极，DAC输入数字信号的范围不能超过该参考电压，正负极电压差也是VDAC8转换精度的决定因素之一。 Output：模拟信号输出端。 图2-6 ADC（1） 图2-8VDAC8图2-7 ADC（2）（2） 仿真分析中所采用的仪表的参数设置情况：函数信号发生器参数设置情况如图2-9所示：选择矩形波，为了加快仿真速度设置频率50KHz，占空比50%，振幅5Vp，偏移5V。图 2-9 函数发生器参数设置 示波器参数设置情况如图