基準電壓
數碼暫存器
n位模擬開關
數碼網路
求和電路
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求和電路
由於數字電子技術的迅速發展,使其在數字測量儀表、數字通訊等方面得到廣泛應用,特別是數字電子計算機在自動控制和自動檢測系統中的使用,使利用數字系統處理模擬訊號的情況越來越普遍。將數字計算機用於自動控制系統中時,由於生產過程所遇到的資訊大多是連續變化的物理量,如溫度、壓力、流量、位移等。這些非電量模擬量首先經過感測器變換為電訊號,再把模擬訊號轉換成相應的數碼訊號,才能送入數字計算機進行處理。然後再把計算機輸出的數碼訊號轉換成相應的模擬訊號去控制執行機構,實現實時控制的目的。
模數轉換是指將模擬訊號轉換為數碼訊號,簡稱a/d轉換(analog to digital conversion),數模轉換則是指將數碼訊號轉換為模擬訊號,簡稱d/a轉換(digital to analog conversion)。實現上述兩種轉換過程的電路稱為d/a轉換器和a/d轉換器,簡稱dac和adc,它們是數字系統中不可缺少的部件,是模擬系統和數字系統的介面電路。
為了保證處理結果的準確性,a/d轉換器和d/a轉換器必須具有足夠的轉換精度。同時,為了適應快速過程的控制和檢測,a/d和d/a轉換器還必須具有足夠的轉換速度。因此轉換精度和轉換速度是a/d轉換器和d/a轉換器效能優劣的主要指標。近年來a/d、d/a轉換技術的發展頗為迅速,特別是為了適應製作單片整合a/d、d/a轉換器的需要,湧現出了許多新的轉換方法和轉換電路,因而a/d和d/a轉換器的種類和名目十分繁多。
目前使用的d/a轉換器中,基本上屬於權電阻網路型、t型電阻網路型和權電流型三種。a/d轉換器的種類則非常多,為便於學習和掌握它們的原理和使用方法,我們將a/d轉換器劃分為直接a/d轉換器和間接a/d轉換器兩大類。在直接a/d轉換器中,輸入的模擬訊號直接被轉換為數碼訊號;而在間接a/d轉換器中,輸入的模擬訊號將首先被轉換為某種中間量(如時間、頻率等),然後再把這個中間量轉換成輸出的數碼訊號。
本章將介紹a/d轉換、d/a轉換的基本原理及常用的a/d轉換器和d/a轉換器。
dac0832
是取樣頻率為八位的
d/a轉換晶元,積體電路內有兩級輸入暫存器,使
dac0832
晶元具備雙緩衝、單緩衝和直通三種輸入方式,以便適於各種電路的需要
(如要求多路
d/a非同步輸入、同步轉換等
)。所以這個晶元的應用很廣泛,關於
dac0832
應用的一些重要資料見下圖:
rfb端引用片內固有電阻,也可外接。
dac0832
邏輯輸入 滿足
ttl電平,可直接與
ttl電路或微機電路連線
dac0832
應用電路圖
dac0832
應用電路圖:
dac0832
引腳功能說明:
di0~di7
:資料輸入線,tll電平。
ile:資料鎖存允許控制訊號輸入線,高電平有效。
cs:片選訊號輸入線,低電平有效。
wr1:為輸入暫存器的寫選通訊號。
xfer
:資料傳送控制訊號輸入線,低電平有效。
wr2:為dac暫存器寫選通輸入線。
iout1:
電流輸出線。當輸入全為1時iout1最大。
iout2:
電流輸出線。其值與iout1之和為一常數。
rfb:
反饋訊號輸入線,晶元內部有反饋電阻.
vcc:
電源輸入線(+5v~+15v)
vref:
基準電壓輸入線(-10v~+10v)
agnd:
模擬地,摸擬訊號和基準電源的參考地.
dgnd:
數字地,
兩種地線在基準電源處共地比較好.採用
adc0809
實現a/d
轉換。
(一)d/a
轉換器dac0832
dac0832
是採用cmos
工藝製成的單片直流輸出型8位數
/模轉換器。如圖
4-82
所示,它由倒t型
r-2r
電阻網路、模擬開關、運算放大器和參考電壓
vref
四大部分組成。運算放大器輸出的模擬量v0為
基準電壓
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d0~d7
:數碼訊號輸入端。
ile:輸入暫存器允許,高電平有效。
cs:片選訊號,低電平有效。
wr1:寫訊號
1,低電平有效。
xfer
:傳送控制訊號,低電平有效。
wr2:寫訊號
2,低電平有效。
iout1
、iout2
:dac
電流輸出端。
rfb:是整合在片內的外接運放的反饋電阻。
vref
:基準電壓(
-10~10v
)。vcc
:是源電壓(
+5~+15v
)。agnd
:模擬地
ngnd
:數字地,可與
agnd
接在一起使用。
dac0832
輸出的是電流,一般要求輸出是電壓,所以還必須經過乙個外接的運算放大器轉換成電壓。實驗線路如圖
4-84
所示。
in0~in7:8
路模擬訊號輸入端。a1、
a2、a0:位址輸入端。
ale位址鎖存允許輸入訊號,在此腳施加正脈衝,上公升沿有效,此時鎖存位址碼,從而選通相應的模擬訊號通道,以便進行
a/d轉換。
start
:啟動訊號輸入端,應在此腳施加正脈衝,當上公升沿到達時,內部逐次逼近暫存器復位,在下降沿到達後,開始
a/d轉換過程。
eoc:轉換結束輸出訊號**換接受標誌),高電平有效。
oe:輸入允許訊號,高電平有效。
clock(cp)
:時鐘訊號輸入端,外接時鐘頻率一般為
640khz
。vcc
:+5v
單電源供電。
、vref(+),vref(-)
:基準電壓的正極、負極。一般
vref(+)
接+5v
電源,vref(-)
接地。由上式可見,輸出的模擬量
與輸入的數字量(
)成正比,這就實現了從數字量到模擬量的轉換。乙個8
位d/a
轉換器有
8個輸入端(其中每個輸入端是
8位二進位制數的一位),有乙個模擬輸出端。輸入可有
28=256
個不同的二進位制組態,輸出為
256個電壓之一,即輸出電壓不是整個電壓範圍內任意值,而只能是
256個可能值。圖
4-83
是dac0832
的邏輯框圖和引腳排列。
ADS7844E模數轉換器
ads7844是一款8通道,12位取樣模數轉換器 adc 具有同步序列介面。在200khz吞吐速率和 5v電源下,典型功耗為3mw。參考電壓 vref 可在100mv和vcc之間變化,提供0v至vref的相應輸入電壓範圍。該器件具有關斷模式,可將功耗降至1 w以下。ads7844保證低至2.7v工作...
DSP8335 模數轉換器ADC
adc模組一共分為16個取樣通道。adc模組框圖如下圖所示 雖然adc模組具有多個輸入通道,但他內部只有乙個轉換器,也就是說同一時刻只能對一路輸入訊號進行轉換,當有多路訊號需要轉換時,adc模組通過前端模擬多路復用器進行控制,使得同一時刻只允許一路訊號輸入至adc轉換器中。如何才能讓adc按照使用者...
採用FPGA實現音訊模數轉換器
1 一 adc原理 一 adc的核心是 一 調製器和數字濾波器。一 調製原理在半個多世紀前已經提出,但在20世紀90年代才廣泛應用到adc設計中。一 adc的模型如圖1所示。從圖中可以看到,乏一 架構的adc主要由左邊方框內模擬 一 調製器和右邊的數字濾波器組成。調製器包含1個積分器 1個adc和1...