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(Multisim数电仿真) DA转换器

实验3.13 D/A转换器

一、实验目的:

1. 熟悉D/A转换器数字输入与模拟输出之间的关系。 2. 学会设置D/A转换器的输出范围。

3. 学会测量D/A转换器的输出偏移电压。 4. 掌握测试D/A转换器的分辩率的方法。

二、实验准备:

1. D/A转换:

我们把从数字信号到模拟信号的转换称为数/模转换或D/A转换,把实现D/A转换的电路称D/A转换器,简称DAC。D/A转换的过程是,先把输入数字量的每一位代码按其权的大小转换成相应的模拟量,然后将代表各位的模拟量相加,即可得到与该数字量成正比的模拟量,从而实现数字/模拟转换。DAC通常由译码网络、模拟开关、求和运算放大器和基准电压源等部分组成。

DAC的满度输出电压,为全部有效数码1加到输入端时的DAC的输出电压值。满度输出电压决定了DAC的输出范围。

DAC的输出偏移电压,为全部有效数码0加到输入端时的DAC的输出电压值。在理想的DAC中,输出偏移电压为0。在实际的DAC中,输出偏移电压不为0。许多DAC产品设有外部偏移电压调整端,可将输出偏移电压调为0。

DAC的转换精度与它的分辩率有关。分辩率是指DAC对最小输出电压的分辩能力,可定义为输入数码只有最低有效位1时的输出电压ULSB与输入数码为全1时的满度输出电压Um之比,即:

分辩率=

ULSBUm

1

........................................................3.13.1 n

2 1

当Um一定时,输入数字代码位数n越多,则分辩率越小,分辩能力就越高。 图3.13.1为8位电压输出型DAC电路,这个电路可加深我们对DAC数字输入与模拟输出关系的理解。DAC满度输出电压的设定方法为,首先在DAC数码输入端加全1(即11111111),然后调整2k电位器使满度输出电压值达到输出电压的要求。

图3.13.2为一个8位电压输出型DAC与4位二进制计数器7493相连,计数器的输入时钟脉冲由1kHz信号发生器提供。电路中只有DAC低4位输入端接到计数器的输出端,高4位输入端接地。这意味着这个DAC最多只有15级模拟电压输出,而不是通常8位DAC的255级。计数器在计到最后一个二进制数1111时,将复位到0000,并开始新一轮计数。因此在示波器的屏幕上,所看到的DAC模拟电压输出曲线像是一个15级阶梯。通过测量示波器曲线图上第15级的最大电压值,可确定DAC满度输出电压。这个电压将小于全8位数码输入时255级

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