《电子技术基础与技能》 课件 9-1 数模（DA）转换电路

电子技术基础与技能9.1数模（DA）转换电路【实践导入】：数模转换演示实验9.1数模（DA）转换电路教学活动1：D/A转换电路的基本知识小组评分员1评分员2评分员3评分员4评分员5评分员6评分员7评分员8总分第1组★★

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★50第2组★★★★★

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60第3组★

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★★★★60第4组

★★★★★★★70【实验步骤】（1）道具为在上一学习单元中各小组装接完成的声光控智能开关。（2）抽取8名学生作为评分员，每个评分员可以评一颗星记10分，否则不计分；（3）按照表9-1-1进行评分并请一名学生进行记录（表内现有数据作演示用）。一、D/A转换的基本概念及原理9.1数模（DA）转换电路教学活动1：D/A转换电路的基本知识数模转换（又称D/A转换），就是将数字信号转换为与之成比例的模拟信号。实现D/A转换的电路我们称它为D/A转换器（DAC）。其基本的结构框图如图9-1-1所示。图9-1-1常见DAC的构成框图一、D/A转换的基本概念及原理9.1数模（DA）转换电路教学活动1：D/A转换电路的基本知识N位输入数字量经寄存器输出后再驱动对应数位上模拟电子开关，在解码网络获得相应数位权值送入求和放大其中，由求和放大器将各数位的权值相加，就得到与输入数字量相应的模拟量，这就是DA转换器的基本原理。常见的DAC有：倒T型电阻网络DAC；权电阻网络DAC；权电流型DAC；权电容型DAC；开关树型DAC等。二、倒T型电阻网络D/A转换器9.1数模（DA）转换电路教学活动1：D/A转换电路的基本知识如图9-1-2是一个8位倒T型网络D/A转换器。8个电子开关S0~S7的值取决于对应的D0~D7的值，当Di（D0~D7）为0时，对应开关接到运算放大器的同相输入端；当Di（D0~D7）为1时，对应开关接到运算放大器的反相输入端。由于运算放大器线性工作时虚短特性，所以无论开关接到哪一边，都相当于接地，流过各支路的电流保持不变。由图中我们可以看到，从每一个节点向左看等效电阻都是R，所以图中由UREF流向T型电阻网络的总电流I=U_(REF)/R，而每一个支路的电流从右到左依次为I/2、I/4、I/8、I/16、I/32、I/64、I/128、I/256。流入运算放大器反相端的电流iI受D7～D0的状态控制，其表达式为

二、倒T型电阻网络D/A转换器9.1数模（DA）转换电路教学活动1：D/A转换电路的基本知识图9-1-28位倒T型电阻网络D/A转换器二、倒T型电阻网络D/A转换器9.1数模（DA）转换电路教学活动1：D/A转换电路的基本知识

三、D/A转换的主要技术指标9.1数模（DA）转换电路教学活动1：D/A转换电路的基本知识

9.1.2集成数模转换器9.1数模（DA）转换电路教学活动2：集成数模转换器D/A转换器的应用范围很广，在实际的电路中常作为接口电路用于微机系统，其独特的电路特征以及输入、输出间的关系还常被用于各类数控电压源、电流源，波形产生电路等的构成。集成模数转换器的种类繁多，有8位、10位、12位、16位等产品类型，也可以按照输出方式分为电流型和电压型等，从功能上比较的话有内部带锁存器和不带锁存器的。一、DAC1210集成DA转换器DAC1210是一个12位D/A转换器，电流输出方式，其结构原理与控制信号功能基本类似于DAC0832。由于它比DAC0832多了4条数据输入线，故有24条引脚，其外形和引脚分布如图所示。本节中将以DAC1210为例来介绍集成D/A转换器。9.1.2集成数模转换器9.1数模（DA）转换电路教学活动2：集成数模转换器

9.1.2集成数模转换器9.1数模（DA）转换电路教学活动2：集成数模转换器DAC1210引脚说明RFb：反馈电阻。集成电路芯片中的反馈电阻用作为DAC提供输出电压的外部运算放大器的分流反馈电阻。芯片内部的电阻应当一直使用（不是外部电阻），因为它与芯片上的R-2RT形网络中的电阻相匹配，已在全温度范围内统调了这些电阻。

UREF：基准输入电压。该输入端把外部精密电压源与内部的R-2RT形网络连接起来。它的选择范围是-10~+10V。在四象限乘法DAC应用中，也可以是模拟电压输入。

VCC：数字电源电压。它是器件的电源引脚。它的范围在直流电压5~15V，工作电压的最佳值为15V。

AGND——模拟地。它是模拟电路部分的地。

DGND——数字地。它是数字逻辑的地。9.1.2集成数模转换器9.1数模（DA）转换电路教学活动2：集成数模转换器DAC1210的结构框图DAC1210内部原理框图如图所示，其同系列芯片DAC1208、DAC1209可以相互代换。实训：搭接与测试D/A转换电路9.1数模（DA）转换电路教学活动3：搭接与测试D/A转换电路1．搭接D/A转换电路识别DAC0832芯片，并根据课前查阅到的资料整理该芯片的引脚排列及引脚功能，熟悉由其构建的单极性电压输出的应用电路。按照图示电路搭接D/A转换电路。电路中电源DAC为+5V，运放为±5V，UREF为-5V。DAC芯片的输入端DI0~DI7外部通过电平控制模拟输入信号，对应开关接通上端为输入“1”，接通下端为输入“0”。实训：搭接与测试D/A转换电路9.1数模（DA）转换电路教学活动3：搭接与测试D/A转换电路1．搭接D/A转换电路实训：搭接与测试D/A转换电路9.1数模（DA）转换电路教学活动3：搭接与测试D/A转换电路2．测试D/A转换电路检查确认电路无误及电源正确后开始测试D/A转换电路。（1）通过控制输入端的开关使得相应DI0~DI7为“1”或“0”，按照表9-1-2中的输入状态设定好，使用万用表电压档测量D/A转换电路输出端Uo的电压值，将测试结果填入表9-1-2中的Uo/V栏。表9-­1-2

D/A转换电路测试序号DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7Uo/V110000000

201000000

300100000

400010000

500001000

600000100

700000010

800000001

实训：搭接与测试D/A转换电路9.1数模（DA）转换电路教学活动3：搭接与测试D/A转换电路2．测试D/A转换电路（2）自行组合设定DI0~DI7的值，按照（1）中同样的操作过程完成表9-1-3中的相关测试，将测试结果填入表9-1-3中的Uo/V栏。表9-­1-3

D/A转换电路测试序号DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7Uo/V9

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实训：搭接与测试D/A转换电路9.1数模（DA）转换电路教学活动3：搭接与测试D/A转换电路【实训注意事项】（1）电路搭接好并检查无误之后才可通电，不能带电搭接电路；（2）使用万用表测量电压时，在不确定所测电压大小的情况下，尽量使用高电压档位，再根据测试情况逐步调整档位；（