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第9章D/A 和A/D 转换器微机只能接收数字量进行运算,运算的结果也只能以数字量输出。
但实际系统中,存在大量的模拟量,这些模拟量要进入计算机可通过如下过程:模拟量电量传感器电压放大计算机A/D反过来若计算机控制的对象是模拟量,则过程为:计算机电量模拟量D/A功放可见,A/D和D/A是计算机系统中的重要部件。
鉴于目前A/D和D/A种类繁多,不可能一一介绍,只能讲一点有代表性的。
重点在应用,即与CPU的接口,应用程序等。
9.1 D/A转换器9.1.1 D/A原理T型解码网络(R-2R网络)结构图如下示:V O+R R R 2R 2R 2R 2R 2RI 6I 1I 00 10 10 10 1D 7D 6D 1D 0...I OUT1R fb I f(27)(26)(21)(20)I 7oV REF 0…从结构图可知,电路中全部电阻是R 和2R 两种,整个电路是由相同的电路环节组成,每个电路环节有两个电阻一个开关,相当于二进制数的一位,开关由该位的代码所控制。
分析方法:先求出开关接1时的各个环节的电流I 7～I 0,再用迭加法求得总的输出电流I OUT1。
T 型网络的特点,对其中任意一电路环节来说,从节点向右看的电阻都为2R 。
I 7=V REF /2R=27*(VREF/28*R)=27*(V REF /256R)I 6=V REF /2/2R =1/2*I 7=26*(V REF /256R)I 0=1/2*I 1=20*(V REF /256R)用一个8位二进制数D 7,D 6,D 0来控制并表示这些开关的状态,这些数位都代表一定的权,例最高位D 7的权是27=128,若此位开关接1,表代码D 7=1,表示数值为1*128。
最低位D 0的权是20=1,此位开关接1,表代码D 0=1,表示数值为1。
.... . .总输出电流:I OUT1=I7+I6+⋯+I0=(D7⨯27+D6⨯26+...+D0⨯20)*(V REF/256R)输出电压为:V O =-I OUT1*R fb=-V REF*(D7⨯27+D6⨯26+...+D0⨯20) *R fb /256R=R,则上式为:对DAC0832,有RfbV O=-V REF*(输入数字量)/256例设V=-5VREF当输入数字量为0,输出V=0VO=4.98V≈5V当输入数字量为FFH,输出VO9.1.2 D/A参数⒈分辨率：转换器所能分辨的被测量的最小值,通常用位数来表示分辨率,有8位,10位,12位,14位等。
运算放⼤器参数详解运算放⼤器参数详解技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号：⼤中⼩订阅运算放⼤器（常简称为“运放”）是具有很⾼放⼤倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈⽹络共同组成某种功能模块。
由于早期应⽤于模拟计算机中，⽤以实现数学运算，故得名“运算放⼤器”，此名称⼀直延续⾄今。
运放是⼀个从功能的⾓度命名的电路单元，可以由分⽴的器件实现，也可以实现在半导体芯⽚当中。
随着半导体技术的发展，如今绝⼤部分的运放是以单⽚的形式存在。
现今运放的种类繁多，⼴泛应⽤于⼏乎所有的⾏业当中。
历史直流放⼤电路在⼯业技术领域中，特别是在⼀些测量仪器和⾃动化控制系统中应⽤⾮常⼴泛。
如在⼀些⾃动控制系统中，⾸先要把被控制的⾮电量（如温度、转速、压⼒、流量、照度等）⽤传感器转换为电信号，再与给定量⽐较，得到⼀个微弱的偏差信号。
因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不⾜以推动显⽰或者执⾏机构，所以需要把这个偏差信号放⼤到需要的程度，再去推动执⾏机构或送到仪表中去显⽰，从⽽达到⾃动控制和测量的⽬的。
因为被放⼤的信号多数变化⽐较缓慢的直流信号，分析交流信号放⼤的放⼤器由于存在电容器这样的元件，不能有效地耦合这样的信号，所以也就不能实现对这样信号的放⼤。
能够有效地放⼤缓慢变化的直流信号的最常⽤的器件是运算放⼤器。
运算放⼤器最早被发明作为模拟信号的运算（实现加减乘除⽐例微分积分等）单元，是模拟电⼦计算机的基本组成部件，由真空电⼦管组成。
⽬前所⽤的运算放⼤器，是把多个晶体管组成的直接耦合的具有⾼放⼤倍数的电路，集成在⼀块微⼩的硅⽚上。
第⼀块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的µA741，在60年代后期⼴泛流⾏。
直到今天µA741仍然是各⼤学电⼦⼯程系中讲解运放原理的典型教材。
原理运放如上图有两个输⼊端a,b和⼀个输出端o.也称为倒向输⼊端(反相输⼊端),⾮倒向输⼊端(同相输⼊端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际⽅向从a 端指向公共端时,输出电压U实际⽅向则⾃公共端指向o端,即两者的⽅向正好相反.当输⼊电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际⽅向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别⽤"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考⽅向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或⽤箭头表⽰.反转放⼤器和⾮反转放⼤器如下图：⼀般可将运放简单地视为：具有⼀个信号输出端⼝（Out）和同相、反相两个⾼阻抗输⼊端的⾼增益直接耦合电压放⼤单元，因此可采⽤运放制作同相、反相及差分放⼤器。
微机原理及接口技术之AD及DA实验一. 实验目的:1. 了解A/D芯片ADC0809和D/A芯片DAC0832的电气性能；外围电路的应用性搭建及有关要点和注意事项；与CPU的接口和控制方式；相关接口参数的确定等；2. 了解数据采集系统中采样保持器的作用和采样频率对拾取信号失真度的影响, 了解香农定理；3．了解定时计数器Intel 8253和中断控制器Intel 8259的原理、工作模式以及控制方式, 训练控制定时器和中断控制器的方法, 并学习如何编写中断程序。
4．熟悉X86汇编语言的程序结构和编程方法, 训练深入芯片编写控制程序的编程能力。
二. 实验项目:1. 完成0～5v的单极性输入信号的A/D转换, 并与实际值（数字电压表的测量值）比较, 确定误差水平。
要求全程至少10个点。
2．完成-5v～+5v的双极性输入信号的A/D转换, 并与实际值（数字电压表的测量值）比较, 确定误差水平。
要求全程至少20个点。
3．把0～FF的数据送入DAC0832并完成D/A转换, 然后用数字电压表测量两个模拟量输出口（OUT1为单极性, OUT2双极性）的输出值, 并与计算值比较, 确定误差水平。
要求全程至少16个点。
三. 仪器设备:Aedk-ACT实验箱1套（附电源线1根、通信线1根、实验插接线若干、跳线子若干）；台式多功能数字表1台（附电源线1根、表笔线1付（2根）、）；PC机1台；实验用软件: Windows98+LcaACT（IDE）。
四. 实验原理一）ADC0809模块原理1）功能简介A/D转换器芯片●8路模拟信号的分时采集●片内有8路模拟选通开关, 以及相应的通道抵制锁存用译码电路●转换时间为100μs左右2）内部结构ADC0809内部逻辑结构1图中多路开关可选通8个模拟通道, 允许8路模拟量分时输入, 共用一个A/D转换器进行转换, 这是一种经济的多路数据采集方法。
地址锁存与译码电路完成对A.B.C 3个地址位进行锁存和译码, 其译码输出用于通道选择, 其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出, 因此可以直接与系统数据总线相连。
r2r dac 原理-回复R2R DAC（Resistor-to-Resistor Digital-to-Analog Converter）是一种数字到模拟转换器，它使用了一组精确匹配的电阻网络来实现数据的转换。
在本文中，我们将一步步解释R2R DAC的原理以及它是如何工作的。
首先，让我们来了解数字到模拟转换器的基本概念。
数字到模拟转换器是一种将数字信号转换为模拟信号的装置。
在数字世界中，信号是以离散的方式表示的，而模拟信号是连续的。
因此，数字到模拟转换器的任务是将离散的数字信号转换为连续的模拟信号，以便在模拟世界中进行处理或者输出。
R2R DAC是数字到模拟转换器的一种常见实现方式。
它由一组精确匹配的电阻组成，这些电阻按照R2R的比例连接在一起。
R代表电阻，2R代表双倍的电阻。
每个比特的输入都连接到一个电阻网络，并且以相应的电阻比例连接到一个输出线路。
R2R DAC的输入是一个N位的二进制数字，其中N表示比特的数目。
对于N位输入，R2R DAC的输出将产生2^N个离散的电压值，这些值按照比特的组合排列在一起。
例如，对于一个4位的R2R DAC，它将产生16个离散的电压值，对应于所有可能的4位二进制数。
R2R DAC的工作原理基于荷兰数学家阿尔贝特·賴尼尔·杜波亚（Albert Rényi Duhem）在19世纪末提出的原理。
杜波亚原理表明，任何电阻网络都可以用一个等效的两个电阻网络来替代，而不改变网络的性质。
这种等效性质在R2R DAC中得到了实现。
让我们用一个示例来说明R2R DAC的工作原理。
假设我们有一个4位的R2R DAC，输入为1011。
对于每个比特，如果为1，则连接一个R电阻，并将电阻与相应的端口连接起来；如果为0，则连接一个2R电阻，并将电阻与其它端口隔离。
通过串联连接这些电阻，我们可以形成一个精确匹配的电阻网络。
最后，在输出端连接一台示波器，我们可以观察到根据输入二进制数产生的离散电压值。
八位电阻式数模转换器摘要：伴随着新型半导体技术和通信技术的发展，众多先进电子产品在各行各业中层出不穷。
在这些新的技术和产品中，数据转换器（data converter）是不可或缺的一个重要模块，他负担着在用数字码来反映编码信息的信号（数字信号）和用幅度来表示编码信息的信号（模拟信号）之间的相互转换的作用。
本文所要讨论的便是数模转换器。
数模转换器在数字处理系统中有着广泛的应用，集成电路的大规模化、数模混合系统及片上系统（SOC）的趋势需要高性能的数模转换器，例如更高的速度、更高的分辨率、更低的功耗和低电压工作等。
本文设计了一个8位电容式数模转换器。
关键词：数模转换器；电阻式；二进制；信号目录1 绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究意义 (1)1.2 数模转换器的发展概况 (1)2 DAC概述 (2)2.1 数模转换器的基本概念 (2)2.2 D/A转换器的性能指标 (2)2.2.1 D/A转换器的转换精度 (2)2.2.2 D/A转换器的转换速度 (3)2.2.3 输出毛刺 (3)2.2.4 误差分析 (4)2.3 数模转换器的常见结构 (5)2.3.1 权电阻网络D/A转换器 (5)2.3.2 R-2R梯形倒T形电阻网络DAC (6)2.3.3 倒T形电阻网络D/A转换器 (6)2.3.4 权电流型D/A转换器 (8)2.3.5 电压型D/A转换器 (8)2.3.5 权电容网络D/A转换器 (9)3 DAC的电路设计及其仿真 (10)3.1本论文电阻网络的选择 (10)3.2 电阻网络设计 (11)3.3 开关电路的设计 (12)3.4 电路的仿真结果 (14)参考文献 (17)1 绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景自然界中的物理量，就其表现形式来看，可以分为数字量和模拟量两种。
将模拟量转换成数字量的装置称为模数转换器，简称为ADC，将数字量转换成模拟量的装置称为数模转换器，简称为DAC。
DA转换DAC0832的原理与应用1. 简介DAC0832是一款8位数模转换器（DA），广泛应用于模拟信号的生成和控制系统中。
本文将介绍DAC0832的工作原理以及在实际应用中的使用方法和注意事项。
2. DAC0832的工作原理DAC0832采用了串行输入并行输出的工作方式，其内部由一个R-2R电阻网络构成。
下面是DAC0832的工作原理和信号转换过程：1.控制信号输入：DAC0832通过串行输入方式接收控制信号，并将其解析为模拟信号输出。
2.数据寄存器加载：先将待转换的数据输入到加载寄存器，再将加载信号置高，将数据传递给编码器。
3.数据编码：编码器将输入的数字数据转换为相应的模拟信号，然后经过电子开关进行调制。
4.模拟信号输出：通过电子开关调制的模拟信号经过滤波电路进行滤波处理，最后在模拟输出端产生相应的模拟电压。
3. DAC0832的应用DAC0832可以广泛应用于以下领域： - 仪器仪表：用于模拟量信号的测量和输出，如温度测量、压力控制等。
- 自动控制系统：DAC0832可以作为模拟信号的输出模块，通过控制电压信号的输出，实现对执行器的精确控制。
- 模拟信号发生器：DAC0832可产生可变的模拟信号，用于测试和校准其他模拟电路设备。
4. DAC0832的应用实例下面以一个利用DAC0832生成可变电流信号的实例来介绍DAC0832的应用。
4.1 硬件连接•将DAC0832的引脚VCC连接至正电源，引脚GND连接至地，引脚A0~A7分别连接至控制器的IO口，引脚WR连接至控制器的一个IO口。
•将DAC0832的引脚VREF连接至一个可变电阻电压划分电路，以便调整电压输出范围。
4.2 软件编程import RPi.GPIO as GPIO# 设置控制器GPIO口A0 =16A1 =18A2 =22A3 =24A4 =26A5 =32A6 =36A7 =38WR =40# 初始化GPIOGPIO.setmode(GPIO.BOARD)GPIO.setup(A0, GPIO.OUT)GPIO.setup(A1, GPIO.OUT)GPIO.setup(A2, GPIO.OUT)GPIO.setup(A3, GPIO.OUT)GPIO.setup(A4, GPIO.OUT)GPIO.setup(A5, GPIO.OUT)GPIO.setup(A6, GPIO.OUT)GPIO.setup(A7, GPIO.OUT)GPIO.setup(WR, GPIO.OUT)# 设置待转换的数字信号data =125# 可根据实际需要修改# 按位设置控制IO口GPIO.output(A0, data &0x01)GPIO.output(A1, data &0x02)GPIO.output(A2, data &0x04)GPIO.output(A3, data &0x08)GPIO.output(A4, data &0x10)GPIO.output(A5, data &0x20)GPIO.output(A6, data &0x40)GPIO.output(A7, data &0x80)# 将数据写入DAC0832GPIO.output(WR, GPIO.LOW)GPIO.output(WR, GPIO.HIGH)4.3 注意事项•确保DAC0832的供电电压和信号电源电压在规定范围内，以免损坏设备。
dac0832 简介
DAC0832 是采样频率为八位的D/A 转换器件,下面介绍一下该器件的中文资料以及电路原理方面的知识。
DAC0832 内部结构资料:芯片内有两级输入寄存器，使DAC0832 具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A 异步输入、同步转换等)。
D/A 转换结果采用电流形式输出。
要是需要相应的模拟信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现这个供功能。
运放的反馈电阻可通过RFB 端引用片内固有电阻，还可以外接。
该片逻辑输入满足TTL 电压电平范围，可直接与TTL 电路或微机电路相接，下面是芯片电路原理图
DAC0832 引脚图和内部结构电路图
dac0832 应用电路图:
DAC0832 引脚功能说明：
DI0~DI7：数据输入线，TLL 电平。
8×8位数／模转换电路AA88347 最新推出的AA88347是一款8通道8位数字量／模拟量转换电路（DAC），可直接与Fujitsu的替换利用。
AA88347数／模转换采纳R-2R梯形电阻网络方式。
8通道各具独立的输入数据锁存器及独立的运放输出缓冲器，可提供较大的电流驱动能力。
数模转换时刻小于100µS。
模拟量输出电流大于±1mA。
AA88347采纳12位串行数字量输入，低8位为数模转换数据，高4位为通道选择地址。
串行数据输入速度最大。
方便与4位或8位微处置器接口利用。
AA88347具有串行数字量输出，供级联利用。
AA88347除典型的数字量／模拟量转换应用外，还可用作数字电位器，对模拟信号幅度进行数字量调整。
《电路框图》《简述》3线12位串行数据输入。
R-2R梯形电阻网络数模转换方式。
8通道8位数—模转换，8通道各具独立的数据锁存及输出缓冲。
最大串行数据输入。
●具串行数字量输出，供级联利用。
●模拟量输出电流大于等于1mA。
●两对独立电源，别离提供数字部份（V CC／GND）和模拟部份供电（V DD／V SS）。
●单一5V供电工作。
●工作温度: -10℃～+70℃。
●CMOS工艺。
16引脚SSOP封装。
《引脚说明》CLK: 串行数据输入同步时钟输入端（上沿有效）。
DI: 串行数据输入端（DO～D11，低位先入）。
LD: 数据锁存选通输入端（高电平打入）。
A01—A08: 八路DAC转换结果电压输出端。
输出电压: AOi＝（V DD－V SS）×Di／255＋V SS。
DO: 供级联用之串行输出端。
《串行输入输出时序》《移位及锁存》Address Data Latch Selected D8 D9 D10 D11 AA883470 0 0 0 Deselected0 0 0 1 Data Latch #10 0 1 0 Data Latch #20 0 1 1 Data Latch #30 1 0 0 Data Latch #40 1 0 1 Data Latch #50 1 1 0 Data Latch #60 1 1 1 Data Latch #71 0 0 0 Data Latch #81 0 0 1 Deselected1 0 1 0 Deselected1 0 1 1 Deselected1 1 0 0 Deselected1 1 0 1 Deselected1 1 1 0 Deselected1 1 1 1 Deselected 《模数转换输出电压》《模数转换框图》《级联应用例如》《数字电位器应用例如》《交／直流参数及测试》NOTE：Permanent device damage may occur if the above ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS are exceeded Functional operation should be restricted to the conditions as detailed in the operational sections of this data sheet. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.*:except operational amplifier output buffer block.《直流参数》* :Including the supply current to the operational amplifier block.**：Iicluding the supply surrent to the operational amplifier block. NOTES：Nonlinearity Error: The difference between the input-output curve for the straightline(ideal line) that connects output voltage of the voltage of thechannel when #00 is net, and the output voltage when #FF is set. Differential Error: The difference from the ideal increment value when the digital data is increased by 1 bit.非线性失真《交流参数》Parameter Symbol Value Unit ConditionMin Typ nsClock Low Time T CKL—400 nsClock High Time T CKH—400 nsClock Rise Time T CR—200 nsClock Fall Time T CF—200 nsData Setup Time T DCH—60 nsData Hold Time T CHD—120 nsLoad Strobe High Time T LDH—200 nsLoad Strobe Setup Time T CHL—400 nsLoad Strobe Hold Time T LDC—200 nsDAC Output Setting Time T LDD—100 µs *RAL=10KΩ,CAL=50pF(#00->#FF) Data Output Delay Time T DO—350 ns **CL=20pF(Min.),100pF(Max.)测试条件入出时序《封装尺寸》。
r2r dac 原理-回复R2R DAC 原理解析引言:信号的模数转换（DAC）是现代电子设备中的一个重要组成部分。
DAC 将数字信号转换为模拟信号，以便供应给其他模拟电路进行处理。
在这个过程中，R2R DAC（也称为“电阻栅DAC”）是一种经常使用的DAC算法。
在本文中，我们将一步一步地回答关于R2R DAC的原理。
第一部分：什么是R2R DAC？R2R DAC是一种通过电阻网络将数字信号转换为模拟信号的方式。
R2R代表“电阻-分压比”。
它由一组电阻栅组成，其中的电阻值是2R或R。
这些电阻分成两组，一组连接到电源电压上，另一组连接到地。
通过控制输入信号的高低电平，可以激活或禁止连接到电源的电阻。
这种连接方式创建了一种比例关系，可以选择性地拼接电阻并导致输出电压的变化。
第二部分：R2R DAC的原理如何工作？R2R DAC的原理基于电阻分压原理。
它使用了二进制加权，其中最低有效位（LSB）的电阻值是R，而其他高位的电阻值是2R。
LSB连接到地，而其他高位连接到电源电压（通常是参考电压）。
每个比特位通过控制开/关连接的电阻来产生相应的输出电压。
当输入为0时，与电源电压连接的电阻被禁止，而连接到地的电阻被激活，产生0V的输出。
当输入为1时，与地连接的电阻被禁止，并与电源电压连接的电阻被激活，产生参考电压的输出。
第三部分：R2R DAC的优势和限制是什么？R2R DAC相对于其他DAC算法具有几个优势。
首先，它实现了高速转换速度，因为电阻网络可以同时处理多个比特位并产生输出。
其次，R2R DAC具有较低的功耗，因为唯一消耗功耗的部分是激活的电阻。
此外，R2R DAC具有较低的误差和非线性，因为它使用了匹配性较好的电阻。
最后，R2R DAC的设计比其他DAC算法更简单，因此成本较低且易于制造。
然而，R2R DAC也有一些限制。
首先，它的精度受到电阻值匹配的限制。
如果电阻值不完全匹配，将会引入非线性和误差。
