da转换器
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2023年2月26日发(作者：数码宝贝骇客追忆)第15章数模(D/A)与模数(A/D)转换
例15.1对于一个8位D/A转换器：
若最小输出电压增量为0.02V,试问当输入代码为01001101时，输出电压Vo为多少
若其分辨率用百分数表示，则应是多少？
若某一系统中要求D/A转换器的精度小于0.25%，试问这一D/A转换器能否适
本例涉及转换器的几个参数，一是最小输出电压增量；二是分辨率；三是转换精
度。最小输出电压增量是指对应于输入最小数字量的输出模拟电压值，也就是指数字量每增加一个单
位，输出模拟电压的增加量。分辨率，定义为对最小数字量的分辨能力。一般用输入数字量的位数表
示，也可用最小输出电压与最大输出电压之比的百分数表示。例如，分辨率为10位的D/A转换器，
可表示成分辨率为
1石0.0010.1%
2101
转换精度，取决于转换误差，转换误差通常用输出电压满刻度的百分数表示，也可以用
最低有效位的倍数表示。根据这些参数的含义，依照题意分析如下：
(1)当8位D/A转换器的最小输出电压增量为
0.02V时，输入代码0100110l所对应的
输出电压为
vo0.02(26232220)1.54V
(2)8位D/A转换的分辨率百分数为
1
r100%=0.3922%
281
(3)若要求D/A转换器的精度小于0.25%，则其分辨率应小于0.5%。因此，这个8位D/A转
换器可满足所设置系统的精度要求。
DAC
的RF=
R,VREF=10V,试分别求出4位DAC和8
(1)
伏？
(2)
(3)
用？
解
例15.2已知倒T形电阻网络
位DAC的输出最大电压，并说明这种
解4位DAC的最大输出电压
输出最大电压与位数的关系。
DAC
Vomax
VREFR
8位DAC
24R(2
的最大输出电压
1)
10
1159.37V
VREFR
10
8(2828R
最大输出电压随位数的增加而增加，但增加的幅度并不大。
巳知倒T形电阻网络DAC中的反馈电阻RF=R,VREF=10V,试分别求出4位和8
位DAC的输出最小电压，并说明这种DAC最小输出电压与位数的关系。
解4位DAC的输出最小电压
由此可见,
例15.3
1)
12559.96V
电压越小。
例15.4用5G7520和一个集成运算放大器组成一个DAC,若某时刻输入的数字信号
d7〜d°=11110011,试求该时刻输出模拟电压V0的值。设基准电压VREF=8V，电源电压VDD
=I5V。
解
知4023022
8
2437.59V
256
例15.5要设计一个D/A转换系统，请回答以下问题:
(1)如果要求模拟输出电压的最大值为10V，基准电压VREF应选几伏？
⑵如果要求模拟输出电压的最大值为10V，电压的最小受化量为50mV，应选几位的
DAC芯片？DAC0832还是AD7533?
(3)如果输出电压的最大值为10V,要求转换误差小于25mV,DAC芯片的线性度误差应优了
多少？
(4)如果DAC芯片的建立时间ts=1冷外接运算放大器的电压变化率也=2V/在最
大输出电压为10V时转换时间大约需要多少？
解：(1)基准电压VREF选10V。
(2)n=8位。2n>10V/50mV=200即可。DAC0832已经够用。
(3)线性度误差应优于25mV/10V=0.0025,即卩0.25%。DAC0832的线性度V0.2%,满足
要求。
(4)T=ts十VOMAX/5=仁1+10/2=6(⑹。
例15.6双积分型A/D转换器原理电路图如图15.1所示，请回答以下问题：
(1)输入被测电压VI的最大值为2V，如果要求分辨率W0.1V，图中的计数器应当取几
位？
⑵如果时钟频率fcp=200kHz，采样保持时间最大需要多少？
⑶假定V|2VVVREF，时钟频率fcP=200kHz,如果积分器的最大输出电压为-5V,
V
VREFR010
11V
omin422R
24
8位DAC
的输出最小电压
VV
REFR2010
11V
omin28R228
由上可
知，
在VREF和RF相同的条件下，
0.63V
0.04V
倒T形电阻网络DAC的位数越多，输出最小
121120)
问积分器的积分时间常数RC等于多少？
解(1)设计数器的级数为n,应满足
2n>2/0.1=20
所以取n=5(位)
!「
R
控制电蹄
1
4
(2)因为
-二进制计数器<
&-
nVI
T「T22nTcp(1十)
VREF
TCP=0.005ms如令V=VREF，则
且n=5,
Tmax=25X0.005X2=0.
32(ms)
因为积分器的输出
RCT1
T1=2nTcP
所以
VI
RC
RC
VI
VO
2nTcp
2nTcp—320.0050.064(ms)
5