数模、模数转换电 7.1D1A转换器（兰盘制 7.L.1D/A转换的基本要求 、 输入、输出关系框图 o或io DAC 1.D/A转换思路 如(1101)2=1×23+1×22+1×2°=8+4+1=13 N.-24x2 可利用运算放大器实现运算 i=0 Ho/ 2.转换特性 001010011100101110111 D
7.1 D / A转换器（DAC） 7.1.1 D / A转换的基本要求 1. D/A转换思路 … d0 d1 dn-1 DAC uO或iO n 位 二进制 如 (1101)2 1 2 1 2 1 2 8 4 1 13 3 2 0 = + + = + + = − = = 1 0 1 0 2 n i i N di 可利用运算放大器实现运算 2. 转换特性 D uO/V 7 6 5 4 3 2 1 001 010 011 100 101 110 111 一、输入、输出关系框图
数模、模数转换电路 二、DA转换的电路组成 2R R R电阻网给 2P2 三、工作原理 求和运 当d244=100, I=UREF/R UREF R__UREE x1x22 2R
二、D/A 转换的电路组成 R 2R R R 2R 2R 2R UREF S0 S1 S2 d0 d0 d1 d2 d1 d2 电子 开关 电阻网络 求和运放 当 d2d1d0 = 100, I/ 4 I/ 2 I I/ 8 I/2 I = UREF / R R I u 2 O = − R U R 2 REF = − 2 3 REF 1 2 2 = − U uO 三、工作原理
数模、模数转换电路 当42414=110 2R 4R E(1x2+1×2) 23
当 d2d1d0 = 110, I R 2R R R 2R 2R 2R UREF uO I/ 4 I/ 2 I/ 8 R I I u ) 2 4 O = −( + (1 2 1 2 ) 2 2 1 3 REF = − + U R R U R U ) 2 4 ( REF REF = − +
数模、模数转换电路题 当4244=11L. 2py2R中 o=}封= 2R 4R 8R 表达的一般形式 URE1×22+1x2+1x2' 23 U(d2×2+d4x2+d×2) 23
当 d2d1d0 = 111, I R 2R R R 2R 2R 2R UREF uO I/8 I/4 I/2 R I I I u ) 2 4 8 O = −( + + (1 2 1 2 1 2 ) 2 2 1 0 3 REF = − + + U R R U R U R U ) 2 4 8 ( REF REF REF = − + + 表达的一般形式 ( 2 2 2 ) 2 0 0 1 1 2 2 3 REF O = − d + d + d U u
数模、模数转换电路 三、输入为n位一进制数时的表达式 当D=dn1dn-2.dd0 %、 (dn-1x21++d1x2l+d×2) 2 O=-UREE D=K D 2" K。一转换比例系数 Ku-- UREE
三、输入为 n 位二进制数时的表达式 当 D = dn-1 dn-2 … d1 d0 ( 2 ... 2 2 ) 2 0 0 1 1 1 1 REF O = − + + + − d − d d U u n n n D K D U u n = − = u REF O 2 Ku — 转换比例系数 n U K 2 REF u = −
数模、模数转换电路> 7.1.2DAC的转换精度、速度和主要参数 一、转换精度 (一)分辨率（Resolution)分辨率= 指D/A转换器模拟输LSB一Least Significant Bit 出产生的最小电压变化量FSR一Full Scale Range 与满刻度输出电压之比， 也可用输入的位数表示。 (二)转换误差 为实际输出模拟电压与理想输出模拟电压间的最 大误差 可用占输出电压满刻度值的百分数表示或可用最 低有效位(LSB)的倍数表示。 如：h(LSB)=输入为00..01时输出模拟电压 的一 半
7.1.2 DAC 的转换精度、速度和主要参数 一、转换精度 指 D/A 转换器模拟输 出产生的最小电压变化量 与满刻度输出电压之比， 也可用输入的位数表示。 为实际输出模拟电压与理想输出模拟电压间的最 大误差。 ULSB UFSR = 1 2 n–1 分辨率= LSB —Least Significant Bit (二)转换误差 可用占输出电压满刻度值的百分数表示或可用最 低有效位（LSB）的倍数表示。 如: ½ （LSB）= 输入为 00…01 时输出模拟电压 的一半。 (一)分辨率（Resolution） FSR — Full Scale Range
数模、模数转换电路题 二、转换速度 (一)建立时间t 1为在大信号工作下（输入由全0变为全1，或由 全1变为全0)，输出电压达到某一规定值所需时间。 不包含UREr和运放的单片DAC最短(<0.1s;包含 UREr和运放的单片DAC最短t,<1.5μs。 (二)转换速率SR 用大信号工作状态下模拟电压的变化率表示 完成一次转 上升时间 换所需时简TR=(,+4,() 下降时间 TTR (max)=ist Uo (max)SR
二、转换速度 (一)建立时间t s t s 为在大信号工作下（输入由全0 变为全 1，或由 全 1 变为全 0）, 输出 电压达到某一规定值所需时间 。 不包含 UREF 和运放的单片 DAC 最短 t s < 0.1 s；包含 UREF 和运放的单片 DAC 最短 t s < 1.5 s。 (二)转换速率SR 用大信号工作状态下模拟电压的变化率表示 TTR = t s + tr （t f） 上升时间 下降时间 完成一次转 换所需时间 TTR（max） = t s+ UO（max） / SR
数模、模数转换电路 三、主要参数 D/A转换器5G7520的主要参数 参数名称 单位 参数值 分辨率 位 10 非线性度 全量程的% ≤0.05% 转换时间 ns ≤500 UREF V -25~+25 电源电压 v 5~35 功耗 mW 20 温度系数 FSR×106PC
三、主要参数 D/A 转换器 5G7520 的主要参数 参数名称 单 位 参数值 分辨率 位 10 非线性度 转换时间 UREF 全量程的 % ≤ 0.05 % ns ≤ 500 V 电源电压 V –25 +25 5 35 功 耗 mW 20 温度系数 FSR 10–6 /ºC
数模、模数转换电路 四、集成DAC芯片举例 1.5G7520的电路结构 UREF DD 14 15 参考电压源，可正可负。 d 55G7520 d d 7 16R d. 8 9 10 101 11 2 12 d 13 3GND
四、集成DAC芯片举例 1. 5G7520 的电路结构 UREF IO1 IO2 d4 5G7520 1 2 3 4 5 6 7 8 16 14 15 13 12 11 10 9 VDD d3 d2 d1 d0 d5 d6 d7 d8 d9 Rf GND uO R IO1 参考电压源，可正可负
数模、模数转换电路 2.应用电路 单极性输出 UREF 0,4o<0 14 15 do ds 16R 输入从0000000000~ R中 13 1111111111变化时， uo从0~（1023/1024)URE 5G75202 输出与输入的关系 数码输入 模拟输出 d,dsd-d6dsd4山2d1do uo 1111111111 （102311024)UREF 1111111110 -（1022/1024)UREF 0000000001 - (1/1024)UREE 0000000000
2. 应用电路 单极性输出 uO UREF IO1 IO2 5G7520 22 3 4 16 14 15 13 VDD d0 d9 Rf 1 –VEE R RW1 RW2 RW3 输入从 0000000000 1111111111 变化时， uO 从 0 （1023/ 1024）UREF 输出与输入的关系 数码输入 模拟输出 d9 d8 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 uO 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 … 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 – （1023 / 1024）UREF – （1022 / 1024）UREF … – （1 / 1024）UREF 0 UREF > 0，uO < 0