八位DA轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

1、西安電子科技大學(xué)卓越班電路課大作業(yè)及綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題：八位D/A轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告小組成員： 時(shí)間：2013年11月14日目錄1、 課程設(shè)計(jì)目的2、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求2.1、設(shè)計(jì)內(nèi)容2.2、設(shè)計(jì)要求3、 課程設(shè)計(jì)方案3.1、設(shè)計(jì)思路3.2、總體設(shè)計(jì)框圖3.3、工作原理3.4、仿真電路設(shè)計(jì)3.4.1、仿真電路圖3.4.2、仿真實(shí)驗(yàn)說(shuō)明3.4.3、仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果4、 課程設(shè)計(jì)總結(jié)5、 參考文獻(xiàn)1、 課程設(shè)計(jì)目的在現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)中，通常需要將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)字信號(hào)（二進(jìn)制數(shù)碼0和1）轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)（連續(xù)變化的電流和電壓），以便直接輸出或控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電動(dòng)機(jī)等）。將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱(chēng)為數(shù)

2、/模（D/A）轉(zhuǎn)換電路。1 掌握電子電路的一般設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程；2 學(xué)習(xí)使用Proteus 7.4 Professional等軟件繪制電路原理圖及印刷板圖；3 掌握運(yùn)用Proteus 7.4 Professional對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真，通過(guò)仿真結(jié)果驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求2.1、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)出八位D/A轉(zhuǎn)換器電路，符合實(shí)際，并能基于此模型印出PCB版。2.2、設(shè)計(jì)要求實(shí)際模型時(shí)分辨率、轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度、非線性誤差、溫度系數(shù)等達(dá)到生產(chǎn)要求。3、 課程設(shè)計(jì)方案3.1、設(shè)計(jì)思路數(shù)/模轉(zhuǎn)換就是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成與它成正比的模擬量。 組成D/A轉(zhuǎn)換器的基本指導(dǎo)思想：將數(shù)字量按權(quán)展開(kāi)相

3、加，即得到與數(shù)字量成正比的模擬量。3.2、總體設(shè)計(jì)框圖3.3、工作原理如圖為一實(shí)用的四位T形權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器。由于集成運(yùn)算放大器的電流求和點(diǎn)為虛地，所以每個(gè)2R電阻的上端都相當(dāng)于接地，從網(wǎng)絡(luò)的A、B、C點(diǎn)分別向右看的對(duì)地電阻都是2R。因此流過(guò)四個(gè)2R電阻的電流分別為I/2、I/4、I/8、I/16。電流是流入地，還是流入運(yùn)算放大器，由輸入的數(shù)字量Di通過(guò)控制電子開(kāi)關(guān)Si來(lái)決定。故流入運(yùn)算放大器的總電流為：由于從UREF向網(wǎng)絡(luò)看進(jìn)去的等效電阻是R，因此從UREF流出的電流為： 故：3因此輸出電壓可表示為 ：對(duì)于n位的倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC，則：由此可見(jiàn)，輸出模擬電壓uO與輸入數(shù)字量D成正比，

4、實(shí)現(xiàn)了數(shù)模轉(zhuǎn)換。 3.4、仿真電路設(shè)計(jì)3.4.1、仿真電路圖3.4.2、仿真實(shí)驗(yàn)說(shuō)明運(yùn)用疊加原理：1. 當(dāng)單獨(dú)作用時(shí)，左邊電路為純電阻，均可等效為電阻2R，即兩個(gè)2R電阻與電壓源直接串聯(lián)，。R2RR2R2R2R2R2R2R2. 當(dāng)單獨(dú)作用時(shí)，左邊電路仍等效為2R的電阻，而電壓源右邊電路串并聯(lián)較復(fù)雜，故用互易定理：RIRI/2II/2分析第二個(gè)電路圖，左邊電阻仍可以等效為2R的電阻，又左邊電路支路均是兩個(gè)2R電阻并聯(lián)，每流過(guò)一個(gè)支路，電流減半，故原來(lái)電壓源所在處，由互易定理，現(xiàn)電壓源所在處，電流為，故。3. 當(dāng)單獨(dú)作用時(shí)，均可使用互易定理與(2)同理，每次電流往左每流過(guò)個(gè)支路，電流減小一半，故有

5、，所以 =（27*d7+26*d6+25*d5+24*d4+23*d3+22*d2+21*d1+20*d0）。故取Us=256V，就完成了數(shù)字電路與邏輯電路之間的轉(zhuǎn)化，與二進(jìn)制轉(zhuǎn)為十進(jìn)制形式完全符合。3.4.3、仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸入數(shù)字量模擬量輸出SW1SW2SW3SW4SW5SW6SW7SW810000000010000000010000000010000000010000000010000000010000000014、 課程設(shè)計(jì)總結(jié)D/A轉(zhuǎn)換電路的核心思想就是使U0能有一種與二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制完全相同形式的公式，將di對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制的各個(gè)位，當(dāng)di取1或0時(shí)，其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)即是輸出的U0大小。這個(gè)D/A電路設(shè)計(jì)是參考了書(shū)本上的T形權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)，其優(yōu)勢(shì)在于電阻只用到R與2R，與書(shū)上第一種方法電阻差值很大相比具有優(yōu)越性。 而這個(gè)電路的最大的亮點(diǎn)在于當(dāng)電壓源單獨(dú)作用時(shí)，其左邊的電阻電路無(wú)論有多長(zhǎng)，均可等效為2R，因此這個(gè)方法可以無(wú)限延長(zhǎng)至N位轉(zhuǎn)換電路。略微復(fù)雜的