D/A轉(zhuǎn)換的工作原理

關(guān)鍵字：工作原理作者：admin 來(lái)源:不詳發(fā)布時(shí)間：2018-05-08 瀏覽：8

D/A轉(zhuǎn)換就是要將數(shù)字量D轉(zhuǎn)換成與之成正比的模擬量V，即：V= R×D ，其中R為比例系數(shù)。若D為二進(jìn)制數(shù)，則按權(quán)展開(kāi)后：

例如：三位二進(jìn)制數(shù)按位權(quán)展開(kāi)：D=d2×22+d1×21+d0×20 。

數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/A）電路形式是多種多樣的，多數(shù)采用T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)以三位二進(jìn)制數(shù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路說(shuō)明其工作原理，如圖10-3所示。在T型解碼網(wǎng)絡(luò)中，有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電源VREF 。二進(jìn)制數(shù)的每一位di（i=0,1,2）對(duì)應(yīng)一個(gè)電阻2R，并由該二進(jìn)制值di控制一個(gè)雙向電子開(kāi)關(guān)Ki，當(dāng)di=0時(shí)Ki接地，當(dāng)di=1時(shí)Ki接通右邊運(yùn)算放大器求和點(diǎn)∑。下面分析輸出電壓V。

當(dāng)D= d2d1d0=111時(shí)，所有開(kāi)關(guān)Ki均接放大器求和點(diǎn)∑，由于∑是虛地點(diǎn)，從A點(diǎn)看，D點(diǎn)與∑點(diǎn)均為地，所以：

，，

B點(diǎn)左邊的網(wǎng)絡(luò)電路（圖10-3虛框中部分）可簡(jiǎn)化一個(gè)2R的等效電阻，與A點(diǎn)同樣原理可得，，

再將C點(diǎn)左邊網(wǎng)絡(luò)電路簡(jiǎn)化為一個(gè)2R的等電阻，則有

，，

最后將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)電路等效為一個(gè)阻值為R的電阻，則由C點(diǎn)：I =VREF/R

總電流：

輸出電壓：

上述公式，雖然是從D=d2d1d0=111的情況下推出的，但對(duì)D取其它值同樣成立。如D=d2d1d0=000，由圖10-3可知，電子開(kāi)關(guān)Ki均接地，所以

，

此結(jié)果與公式推導(dǎo)V=VR0×D=0是完全相同。推廣到一般情況，對(duì)于n位二進(jìn)制數(shù)D，其輸出電壓為：

由上式可見(jiàn)，輸出電壓與二進(jìn)制數(shù)D成線性比例關(guān)系。調(diào)整運(yùn)算放大器的反饋電阻R0和參考電壓－VREF ，就可得到和n位二進(jìn)制數(shù)成線性比例的輸出電壓V。

將（R-2R）T型電阻網(wǎng)絡(luò)、二進(jìn)制數(shù)碼控制電子開(kāi)關(guān)以其控制電路集成在一個(gè)芯片內(nèi)，便形成了各種型號(hào)的D/A芯片。D/A轉(zhuǎn)換芯片的輸出方式有兩種：電流輸出與電壓輸出。實(shí)際使用時(shí)，常采用電流輸出的D/A芯片外加運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)電壓輸出。從連接方式上看，D/A芯片可分為兩類，一類是D/A芯片內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)寄存器，具有數(shù)據(jù)寫入選通信號(hào)和片選信號(hào)輸入線，它們可以與80C51單片機(jī)直接接口，作為單片機(jī)的I/O擴(kuò)展口。另一類D/A芯片內(nèi)沒(méi)有鎖存器，輸出信號(hào)隨輸入數(shù)據(jù)變化而變化，因此不能直接與CPU數(shù)據(jù)總線接口，必須通過(guò)并行口和系統(tǒng)連接。