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詳解數(shù)模轉(zhuǎn)換器的作用及構(gòu)成特點(diǎn)

2018-10-05 15:42:15分類:行業(yè)資訊6090

  
 

  數(shù)模轉(zhuǎn)換器,又稱D/A轉(zhuǎn)換器,簡稱DAC,它是把數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬的器件。D/A轉(zhuǎn)換器基本上由4個(gè)部分組成,即權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電源和模擬開關(guān)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器中一般都要用到數(shù)模轉(zhuǎn)換器,模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器,簡稱ADC,它是把連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號(hào)的器件。

  數(shù)模轉(zhuǎn)換器作為數(shù)字域和模擬域的溝通橋梁,在許多重要場合中都有著很廣泛的應(yīng)用,那么數(shù)模轉(zhuǎn)換器的作用是什么,數(shù)模轉(zhuǎn)換器怎么用呢?下面我們一起了解一下。

  最常見的數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將并行二進(jìn)制的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為直流電壓或直流電流,它常用作過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸出通道,與執(zhí)行器相連,實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路還用在利用反饋技術(shù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中。
 


 

  數(shù)模轉(zhuǎn)換器的作用

  隨著數(shù)字電子技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及,用數(shù)字電路處理模擬信號(hào)的應(yīng)用在自動(dòng)控制、通信以及檢測(cè)等許多領(lǐng)域越來越廣泛。自然界中存在的大都是連續(xù)變化的物理量,如溫度、時(shí)間、速度、流量、壓力等等。要用數(shù)字電路特別是用計(jì)算機(jī)來處理這些物理量,必須先把這些模擬量轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量,經(jīng)過計(jì)算機(jī)分析和處理后的數(shù)字量又需要轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)受控對(duì)象的有效控制,這就需要一種能在模擬量與數(shù)字量之間起橋梁作用的電路-模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。
 


 

  數(shù)模轉(zhuǎn)換器怎么用

  數(shù)模轉(zhuǎn)換器的作用就是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),比如電腦控制交通燈、測(cè)溫系統(tǒng)、時(shí)鐘顯示、電腦燈、電子樂器等等。數(shù)模轉(zhuǎn)換器除了在微機(jī)系統(tǒng)中將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量典型應(yīng)用之外,還常用于波形生成、各種數(shù)字式的可編程應(yīng)用。
 


 

  構(gòu)成和特點(diǎn)

  DAC主要由數(shù)字寄存器、模擬電子開關(guān)、位權(quán)網(wǎng)絡(luò)、求和運(yùn)算放大器和基準(zhǔn)電壓源(或恒流源)組成。用存于數(shù)字寄存器的數(shù)字量的各位數(shù)碼,分別控制對(duì)應(yīng)位的模擬電子開關(guān),使數(shù)碼為1的位在位權(quán)網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生與其位權(quán)成正比的電流值,再由運(yùn)算放大器對(duì)各電流值求和,并轉(zhuǎn)換成電壓值。

  根據(jù)位權(quán)網(wǎng)絡(luò)的不同,可以構(gòu)成不同類型的DAC,如權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC、R–2R倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC和單值電流型網(wǎng)絡(luò)DAC等。權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC的轉(zhuǎn)換精度取決于基準(zhǔn)電壓VREF,以及模擬電子開關(guān)、運(yùn)算放大器和各權(quán)電阻值的精度。它的缺點(diǎn)是各權(quán)電阻的阻值都不相同,位數(shù)多時(shí),其阻值相差甚遠(yuǎn),這給保證精度帶來很大困難,特別是對(duì)于集成電路的制作很不利,因此在集成的DAC中很少單獨(dú)使用該電路 。

  它由若干個(gè)相同的R、2R網(wǎng)絡(luò)節(jié)組成,每節(jié)對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸入位。節(jié)與節(jié)之間串接成倒T形網(wǎng)絡(luò)。R–2R倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC是工作速度較快、應(yīng)用較多的一種。和權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)比較,由于它只有R、2R兩種阻值,從而克服了權(quán)電阻阻值多,且阻值差別大的缺點(diǎn)。

  電流型DAC則是將恒流源切換到電阻網(wǎng)絡(luò)中,恒流源內(nèi)阻極大,相當(dāng)于開路,所以連同電子開關(guān)在內(nèi),對(duì)它的轉(zhuǎn)換精度影響都比較小,又因電子開關(guān)大多采用非飽和型的ECL開關(guān)電路,使這種DAC可以實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換精度較高。

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