常用DA和AD转换器

实验十一：D/A 、A/D 转换原理及应用一、实验目的（1）掌握D/A 、A/D 变换的工作原理。

（2）掌握D/A 转换器DAC0832和ADC0809的使用方法。

二、实验仪器与器件试验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。

D/A 转换器DAC0832；A/D 转换器ADC0809。

三、实验原理 1.D/A 转换器D/A 转换器可将输入的数字信号变换为于此数值成正比的模拟电压或电流。

常用的D/A 转换器电路的结构有加权电阻网络D/A 转换器、倒T 型电阻网络D/A 转换器等。

2.A/D 转换器A/D 模数转换器可将模拟信号转换成数字信号。

常见的模数转换器分为直接和间接两大类。

对于直接A/D 转换器，输入模拟电压信号直接被转换成相应的数字信号；而对于间接A/D 转换器，输入模拟信号首先被转换成某种中间变量（如时间、频率等），然后再将这个中间变量转换成输出的数字信号。

A/D 转换的方法有很多，较为流行的有逐次渐进法、直接比较法和积分法三种。

四、实验任务（1）用DAC0832实现D/A 转换。

按图2-11-8连接电路，改变DAC0832输入数据，将测得的输出电压Vout 填入2-11-1中。

（2）表一：数据输入仿真输出实验输出8K7K6K5K4K3K2K1KV out out V0 0 0 0 0 0 0 0 -0-1.0mV 0 0 0 0 0 0 0 1 -19.531mV -20.9mV 01-39.062mV-40.5mV0 0 0 0 0 1 0 0 -78.125mV -79.6mV 0 0 0 0 1 0 0 0 -156.25mV -157.4mV0 0 0 1 0 0 0 0 -312.5mV -313mV 0 0 1 0 0 0 0 0 -625mV -0.624V 0 1 0 0 0 0 0 0 -1.25V -1.248V 1-2.5V-2.494V（2）用ADC0809实现A/D 转换。

AD和DA转换器的分类及其主要技术指标AD和DA转换器（Analog-to-Digital and Digital-to-Analog converters）是电子设备中常用的模数转换器和数模转换器。

AD转换器将连续的模拟信号转换成对应的离散数字信号，而DA转换器则将离散的数字信号转换成相应的连续模拟信号。

本篇文章将介绍AD和DA转换器的分类以及它们的主要技术指标。

一、AD转换器分类AD转换器主要分为以下几个类型：1.逐次逼近型AD转换器（Successive Approximation ADC）逐次逼近型AD转换器是一种常见且常用的AD转换器。

它采用逐渐逼近的方法逐位进行转换。

其基本原理是将模拟输入信号与一个参考电压进行比较，不断调整比较电压的大小，确保比较结果与模拟输入信号的差别小于一个允许误差。

逐次逼近型AD转换器的转换速度相对较快，精度较高。

2.模数积分型AD转换器（Sigma-Delta ADC）模数积分型AD转换器是一种利用高速和低精度的ADC与一个可编程数字滤波器相结合的技术。

它通过对输入信号进行高速取样并进行每个采样周期的累积和平均，降低了后续操作所需的带宽。

模数积分型AD转换器具有较高的分辨率和较好的线性度，适用于高精度应用。

3.并行型AD转换器（Parallel ADC）并行型AD转换器是一种通过多个比较器并行操作的AD转换器。

它的转换速度较快，但其实现成本相对较高。

并行型AD转换器适用于高速数据采集和信号处理。

4.逐渐逼近型AD转换器（Ramp ADC）逐渐逼近型AD转换器是一种通过线性递增电压与输入信号进行比较的转换器。

它利用逐渐逼近的方法寻找与输入信号最接近的电压值，然后以此电压值对应的时间来估计输入信号的值。

逐渐逼近型AD转换器转换速度较慢，但精度较高。

5.其他类型AD转换器除了上述几种常见的AD转换器类型外，还有其他一些特殊的AD转换器类型，如比例调制型AD转换器、索耳转换器等。

常用da芯片DA芯片是数字到模拟转换芯片，它的作用是将数字信号转换为模拟信号输出。

常用的DA芯片有很多种类，下面是介绍其中几种常用DA芯片。

1. AD5570：这是一款12位多路输入数字模拟转换器，具有8个独立的模数转换通道。

它具有高分辨率和低失真的特点，广泛应用于工业控制和仪器仪表等领域。

2. MAX5868：这是一款14位高速DA芯片，具有2.2GSPS的速度和低功耗特点。

它内置了补偿电路和校准电路，可以提供优质的模拟输出信号。

3. DAC1208：这是一款8位DAC芯片，具有8个独立的模拟输出通道。

它采用了双电源设计，可以同时输出正负电压，广泛应用于音频设备和通信设备等领域。

4. AD558：这是一款8位电压输出型DA芯片，具有单电源操作和微功耗特性。

它采用串行接口进行数据输入，适用于低成本和低功耗的应用场景。

5. MCP4725：这是一款12位I2C总线数字模拟转换器，具有单电源操作和高精度特点。

它内置了EEPROM存储器，可以保存输出设置，广泛应用于工业自动化和仪器仪表等领域。

6. LTC2644：这是一款12位Rail-to-Rail输出型DA芯片，具有4个独立的模拟输出通道。

它采用了串行接口进行数据输入，支持高速数据传输和多种工作模式。

7. AD5764：这是一款16位电流输出型DA芯片，具有4个独立的模拟输出通道。

它具有高分辨率和精确度高的特点，广泛应用于测试仪器和医疗设备等领域。

以上是常用的几种DA芯片，每一款都有自己独特的特点和应用场景。

随着科技的不断进步，DA芯片的功能将越来越强大，应用范围也会越来越广泛。

AD和DA的工作原理AD和DA是模数转换和数模转换的简称，分别代表模数转换器（Analog-to-Digital Converter）和数模转换器（Digital-to-Analog Converter）。

AD用于将模拟信号转换为数字信号，而DA则是将数字信号转换为模拟信号，两者是相对的过程。

AD的工作原理：AD转换器的作用是将输入的模拟信号，通过一定的采样和量化方法，转换为数字形式的信号，以便于数字设备进行处理和存储。

AD转换器通常分为两个主要阶段：采样和量化。

1.采样：AD转换器首先对输入信号进行采样，即按照一定的时间间隔对连续模拟信号进行抽样。

采样的频率也被称为采样率，通常用赫兹（Hz）表示。

采样率决定了输入信号中能够被留存下来的频率范围。

2.量化：采样后的模拟信号将被输入到量化器中。

量化是将连续的模拟信号转换成离散的数字信号的过程。

在这个过程中，AD转换器将把输入的模拟信号分成一定数量的等级，并为每个等级分配一个数字代码。

采样和量化的过程可以通过二进制表示来完成，其中最常见的是通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为二进制数。

DA的工作原理：DA转换器的作用是将数字信号转换为模拟信号，以便于与模拟设备进行连接和交互。

DA转换器通常包含两个主要部分：数字信号处理和模拟输出。

1.数字信号处理：DA转换器首先接收到一串数字信号，这些信号由计算机或数字设备产生。

这些信号是基于离散的数字表示，通常使用二进制数表示。

DA转换器将会对这些数字信号进行处理，比如滤波、重采样等，以确保生成的模拟信号质量和稳定性。

2.模拟输出：处理后的数字信号被输入到DAC（数模转换器），将数字信号转换为模拟信号。

DAC将根据数字信号的数值，通过一定的电流或电压生成模拟信号。

这些模拟信号将与各种模拟设备进行连接，例如音频设备、电机控制等。

需要注意的是，AD和DA转换的精度和速度是非常重要的参数。

转换器的精度是指转换器所能提供的输出与输入之间的误差。

VREF (dn-1 2 n-1 d n-2 2 n-22nd 121 d °20)U 0V REF(d n 1d n 22nd 1 21 d 0 20)10数模和模数转换器在数字系统的应用中，通常要将一些被测量的物理量通过传感器送到数字系统进行加工 处理；经过处理获得的输出数据又要送回物理系统， 对系统物理量进行调节和控制。

传感器 输出的模拟电信号首先要转换成数字信号，数字系统才能对模拟信号进行处理。

这种模拟量到数字量的转换称为模-数(A/D)转换。

处理后获得的数字量有时又需转换成模拟量，这种转 换称为数-模(D/A)变换。

A/D 转换器简称为 ADC 和D/A 转换器简称为 DAC 是数字系统和 模拟系统的接口电路。

一、D/A 转换器D/A 转换器一般由变换网络和模拟电子开关组成。

输入 n 位数字量D (=D n-i …D i D o )分别控制这些电子开关， 通过变换网络产生与数字量各位权对应的模拟量，通过加法电路输出与数字量成比例的模拟量。

1、倒T 型电阻网络D/A 转换器倒T 型电阻解码D/A 转换器是目前使用最为广泛的一种形式，其电路结构如图10.1.1 所示。

当输入数字信号的任何一位是“ 1”时，对应开关便将 2R 电阻接到运放反相输入端， 而当其为“ 0”时，则将电阻2R 接地。

由图7.2可知，按照虚短、虚断的近似计算方法，求 和放大器反相输入端的电位为虚地，所以无论开关合到那一边，都相当于接到了“地”电位 上。

在图示开关状态下，从最左侧将电阻折算到最右侧，先是 2R//2R 并联，电阻值为 R , 再和R 串联，又是2R , 一直折算到最右侧，电阻仍为 R ,则可写出电流I 的表达式为IV REFR只要V REF 选定，电流I 为常数。

流过每个支路的电流从右向左，分别为「、~2、「3、…。

21 22 23当输入的数字信号为“ 1”时，电流流向运放的反相输入端，当输入的数字信号为“ 0”时， 电流流向地，可写出I 的表达式12d n 1：d n 2在求和放大器的反馈电阻等于R 的条件下，输出模拟电压为U o RI 讯知1知2d12nd0)2、权电流型D/A转换器倒T型电阻变换网络虽然只有两个电阻值，有利于提高转换精度，但电子开关並非理想器件，模拟开关的压降以及各开关参数的不一致都会引起转换误差。

AD和DA转换器的基本原理在现代电子设备中，AD（模数）和DA（数模）转换器是至关重要的部件。

它们在各种应用中起着核心的作用，例如音频处理、传感器信号转换、通信系统等。

本文将介绍AD和DA转换器的基本原理，以及它们在实际应用中的关键性。

AD转换器（Analog-to-Digital Converter）是实现模拟信号到数字信号转换的器件。

它能将连续的模拟信号转换成离散的数字信号。

AD转换器通常由样本保持电路、量化电路和编码电路组成。

首先，样本保持电路将连续的模拟信号抽样并保持在一定的时间段内。

然后，量化电路将抽样到的模拟信号离散化，并将其表示为数字化的数值。

最后，编码电路将离散化的数值转换为二进制码，以便计算机或其他数字系统能够处理。

AD转换器的原理基于对信号的近似，即通过将信号离散化，以获得与实际信号相近的数字表示。

这一过程主要涉及到两个关键概念：采样率和分辨率。

采样率指的是在一定时间内对模拟信号进行采样的频率，通常以赫兹为单位表示。

采样率越高，对模拟信号的抽样越频繁，数字信号的重构越精确。

分辨率则表示AD转换器可以表示的最小电平差异。

分辨率越高，AD转换器能够更准确地表示模拟信号的细节和变化。

在实际应用中，AD转换器广泛应用于数据采集、音频信号处理和传感器信号转换等领域。

以音频处理为例，AD转换器能够将模拟的声音信号转换为数字形式，以便被数字信号处理器（DSP）进行各种音频效果的实时计算和调整。

此外，AD转换器还被用于传感器信号的转换，如温度传感器、压力传感器等。

通过与微处理器的配合，AD转换器能够将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，用于实时监测和控制。

相对于AD转换器，DA转换器（Digital-to-Analog Converter）的功能则相反。

它将数字信号转换成模拟信号，以便于在实际电路中进行处理或输出。

DA转换器通常由数字编码电路和模拟滤波电路组成。

数字编码电路接收计算机或其他数字系统输出的二进制码，并将其转换成相应的电压或电流值。

常⽤的AD和DA芯⽚汇总1. AD公司 AD/DA 器件AD公司⽣产的各种模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）（统称数据转换器）⼀直保持市场领导地位，包括⾼速、⾼精度数据转换器和⽬前流⾏的微转换器系统（microConvertersTM ）。

01带信号调理、1mW 功耗、双通道 16 位 AD 转换器：AD7705AD7705 是 AD 公司出品的适⽤于低频测量仪器的 AD 转换器。

它能将从传感器接收到的很弱的输⼊信号直接转换成串⾏数字信号输出，⽽⽆需外部仪表放⼤器。

采⽤Σ-Δ的 ADC，实现 16 位⽆误码的良好性能，⽚内可编程放⼤器可设置输⼊信号增益。

通过⽚内控制寄存器调整内部数字滤波器的关闭时间和更新速率，可设置数字滤波器的第⼀个凹⼝。

在 3V 电源和 1MHz 主时钟时， AD7705 功耗仅是 1mW。

AD7705 是基于微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）系统的理想电路，能够进⼀步节省成本、缩⼩体积、减⼩系统的复杂性。

应⽤于微处理器（MCU）、数字信号处理（DSP）系统，⼿持式仪器，分布式数据采集系统。

023V/5V CMOS 信号调节 AD 转换器：AD7714AD7714 是⼀个完整的⽤于低频测量应⽤场合的模拟前端，⽤于直接从传感器接收⼩信号并输出串⾏数字量。

它使⽤Σ-Δ转换技术实现⾼达 24 位精度的代码⽽不会丢失。

输⼊信号加⾄位于模拟调制器前端的专⽤可编程增益放⼤器。

调制器的输出经⽚内数字滤波器进⾏处理。

数字滤波器的第⼀次陷波通过⽚内控制寄存器来编程，此寄存器可以调节滤波的截⽌时间和建⽴时间。

AD7714 有 3 个差分模拟输⼊（也可以是 5 个伪差分模拟输⼊）和⼀个差分基准输⼊。

单电源⼯作（ 3V 或 5V）。

因此，AD7714 能够为含有多达 5 个通道的系统进⾏所有的信号调节和转换。

AD7714 很适合于灵敏的基于微控制器或 DSP 的系统，它的串⾏接⼝可进⾏ 3 线操作，通过串⾏端⼝可⽤软件设置增益、信号极性和通道选择。