醫(yī)學(xué)電子學(xué)第七章模數(shù)數(shù)-模轉(zhuǎn)換

第7章模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換

7.1概述7.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）7.3數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）

常見的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器供應(yīng)商ADI亞德諾半導(dǎo)體TI德州儀器Maxim美信LinearTechnology凌力爾特本章主要內(nèi)容數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換在現(xiàn)代測控系統(tǒng)中的作用。數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的工作原理。數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)和選用。傳感器(溫度、壓力、流量等模擬量）A/D計(jì)算機(jī)（數(shù)字量）顯示器D/A執(zhí)行部件（模擬量控制）打印機(jī)7.1概述能夠?qū)⒛M量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC。能夠?qū)?shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的器件稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，簡稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC。ADC和DAC是溝通模擬電路和數(shù)字電路的橋梁.ADC和DAC的應(yīng)用：一、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的三個(gè)基本功能：采樣：

將模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化使之成為抽樣信號(hào)；量化：

將抽樣信號(hào)的幅度離散化使之成為數(shù)字信號(hào)；編碼：

將數(shù)字信號(hào)最終表示成數(shù)字系統(tǒng)所能接受的形式。7.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）取樣（也稱采樣）是將時(shí)間上連續(xù)變化的信號(hào)，轉(zhuǎn)換為時(shí)間上離散的信號(hào)，即將時(shí)間上連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為一系列等間隔的脈沖，脈沖的幅度取決于輸入模擬量。1.取樣和保持取樣過程

采樣脈沖輸入模擬信號(hào)采樣輸出信號(hào)抽樣定理的證明（圖解）抽樣頻率s>2m不發(fā)生混疊s<2m發(fā)生混疊s=2m臨界由抽樣信號(hào)恢復(fù)原連續(xù)信號(hào)

取主頻帶：H()矩形函數(shù)(理想低通濾波器)相乘Ts)(wsF采樣完的信號(hào)可以直接進(jìn)行量化轉(zhuǎn)換嗎？應(yīng)該保證在ADC的轉(zhuǎn)換時(shí)間（孔徑時(shí)間）內(nèi)U小于相當(dāng)于ADC的LSB/2（LeastSignificantBit，最低有效位）的電壓值。因此，ADC在采樣電路之后須加保持電路。①在采樣脈沖S(t)到來的時(shí)間τ內(nèi)，VT導(dǎo)通，UI(t)向電容C充電，假定充電時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于τ，則有：UO(t)＝US(t)＝UI(t)。－－采樣②采樣結(jié)束，VT截止，而電容C上電壓保持充電電壓UI(t)不變，直到下一個(gè)采樣脈沖到來為止。－－保持場效應(yīng)管VT為采樣門，電容C為保持電容，運(yùn)算放大器為跟隨器，起緩沖隔離作用。取樣保持電路及輸出波形輸入的模擬電壓經(jīng)過取樣保持后，得到的是階梯波。而該階梯波仍是一個(gè)可以連續(xù)取值的模擬量，但n位數(shù)字量只能表示2n個(gè)數(shù)值。因此，用數(shù)字量來表示連續(xù)變化的模擬量時(shí)就有一個(gè)類似于四舍五入的近似問題。2.量化和編碼將采樣后的樣值電平歸化到與之接近的離散電平上，這個(gè)過程稱為量化。指定的離散電平稱為量化電平Uq

。用二進(jìn)制數(shù)碼來表示各個(gè)量化電平的過程稱為編碼。兩個(gè)量化電平之間的差值稱為量化單位Δ，位數(shù)越多，量化等級(jí)越細(xì)，Δ就越小。取樣保持后未量化的Uo值與量化電平Uq值通常是不相等的，其差值稱為量化誤差ε，即ε=Uo-Uq。量化的方法一般有兩種：只舍不入法和有舍有入法。

A/D轉(zhuǎn)換器有直接轉(zhuǎn)換法和間接轉(zhuǎn)換法兩大類。直接法是通過一套基準(zhǔn)電壓與取樣保持電壓進(jìn)行比較，從而直接將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。直接A/D轉(zhuǎn)換器有并行比較型、逐次比較型等。間接法是將取樣后的模擬信號(hào)先轉(zhuǎn)換成中間變量時(shí)間t或頻率f,然后再將t或f轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。間接A/D轉(zhuǎn)換器有單次積分型、雙積分型，壓頻變換型等。二、A/D轉(zhuǎn)換器的主要電路形式1.并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器

電壓比較器

U+≥U-時(shí)，Uo＝1；

U+＜U-時(shí)，Uo

＝0。工作原理：參考電壓（基準(zhǔn)電壓）UREF由電阻R1、R2、R3和R4分壓后輸入到比較器A1、A2和A3的負(fù)輸入端，而被轉(zhuǎn)換的信號(hào)Ui則輸入到三個(gè)比較器的正輸入端。

電阻分壓器、比較器、緩沖器及編碼器四部分組成

①優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度很快，采樣速率可達(dá)到1Gsps以上，故又稱“閃爍式”ADC。ADC所有位的轉(zhuǎn)換同時(shí)完成，其轉(zhuǎn)換時(shí)間主要取決于比較器的開關(guān)速度、編碼器的傳輸時(shí)間延遲等。②缺點(diǎn)：電路復(fù)雜，對于一個(gè)n位二進(jìn)制輸出的并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器，需２n個(gè)精密電阻，２n-1個(gè)電壓比較器和2n-1個(gè)觸發(fā)器，編碼電路也隨n的增大變得相當(dāng)復(fù)雜。且轉(zhuǎn)換精度還受分壓網(wǎng)絡(luò)和電壓比較器靈敏度的限制。而且功耗大，成本高。因此，這種轉(zhuǎn)換器適用于高速，精度較低的場合。通常分辨率為6位，最多不超過8位。并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)：2.逐次逼近比較型A/D轉(zhuǎn)換器

它由比較器、D/A轉(zhuǎn)換器、逐位逼近寄存器SAR、時(shí)鐘發(fā)生器以及控制邏輯電路組成，它對采樣輸入信號(hào)與已知電壓不斷進(jìn)行比較，然后轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。①轉(zhuǎn)換開始前先將逐次逼近寄存器SAR清“0”；②開始轉(zhuǎn)換以后，第一個(gè)時(shí)鐘脈沖首先將寄存器最高位置成1，使輸出數(shù)字為100…0。這個(gè)數(shù)碼被D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓uo，經(jīng)偏移Δ/2后得到uO′＝uO－Δ/2，并送到比較器中與uI′進(jìn)行比較。若uI′＜uo′，說明數(shù)字過大，故將最高位的1清除置零；若uI′≥uo′，說明數(shù)字還不夠大，應(yīng)將這一位保留。③然后，按同樣的方法將次高位置成1，并且經(jīng)過比較以后確定這個(gè)1是保留還是清除。這樣逐位比較下去，一直到最低位為止。比較完畢后，SAR中的狀態(tài)就是所要求的數(shù)字量輸出。逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理：例：若UREF＝4V，n＝4。當(dāng)采樣保持電路輸出電壓uI′=2.49V時(shí)，試列表說明逐次逼近型ADC電路的A/D轉(zhuǎn)換過程。解：量化單位為偏移電壓為Δ/2＝0.125V轉(zhuǎn)換的結(jié)果為：d3d2d1d0＝1010。由于逐次逼近比較型ADC同時(shí)具有較高的速度和較高的分辨率，因而應(yīng)用較廣、品種較多。分辨率從8位到16位，采樣速度從幾十kHz到幾十MHz。逐次逼近比較型A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)：

3.雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器雙積分型ADC原理圖雙積分型ADC的轉(zhuǎn)換過程圖

雙積分型ADC的轉(zhuǎn)換原理是先將模擬電壓UI轉(zhuǎn)換成與其大小成正比的時(shí)間間隔T，再利用基準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖通過計(jì)數(shù)器將T變換成數(shù)字量。

雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：分辨率較高，可達(dá)16位（如何提高精度？）；功耗低，成本低。其轉(zhuǎn)換結(jié)果與時(shí)間常數(shù)RC無關(guān)，從而消除了由于斜波電壓非線性帶來的誤差，允許積分電容在一個(gè)較寬范圍內(nèi)變化，而不影響轉(zhuǎn)換結(jié)果。由于輸入信號(hào)積分的時(shí)間較長，且是一個(gè)固定值T1，而T2正比于輸入信號(hào)在T1內(nèi)的平均值，這對于疊加在輸入信號(hào)上的干擾信號(hào)有很強(qiáng)的抑制能力。

缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度低，轉(zhuǎn)換速度在12位時(shí)為100-300SPS。

應(yīng)用：應(yīng)用于低速、精密測量等領(lǐng)域，例如：數(shù)字電壓表（交流有效值，3sps)4.壓頻變換型模數(shù)轉(zhuǎn)換器原理：先將輸入模擬信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換成頻率與其成正比的脈沖信號(hào)，然后在固定的時(shí)間間隔內(nèi)對此脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果即為正比與輸入模擬電壓信號(hào)的數(shù)字量。

特點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)是精度高、價(jià)格較低，功耗較低。從理論上講，這種ADC的分辨率可以無限增加，只要采樣時(shí)間長到滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個(gè)數(shù)的寬度。其缺點(diǎn)與積分型ADC類似，轉(zhuǎn)換速率受到限制，12位時(shí)為100-300SPS。

5.流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器

流水線型ADC又稱為子區(qū)式ADC，它由級(jí)聯(lián)的若干級(jí)電路組成，每一級(jí)包括一個(gè)采樣/保持放大器，一個(gè)低分辨率的ADC和DAC，以及一個(gè)求和電路。用多級(jí)低分辨率的ADC組成高分辨率的ADC.流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：每一級(jí)的冗余位優(yōu)化了重疊誤差的糾正，具有良好的線性和低失調(diào)；每一級(jí)具有獨(dú)立的采樣/保持放大器，前一級(jí)電路的采樣/保持可以釋放出來用于處理下一次采樣，因此允許流水線各級(jí)同時(shí)對多個(gè)采樣進(jìn)行處理，從而提高了信號(hào)的處理速度，可達(dá)10MSPS；多級(jí)轉(zhuǎn)換提高了ADC的分辨率。缺點(diǎn)：復(fù)雜的基準(zhǔn)電路和偏置結(jié)構(gòu)；輸入信號(hào)必須穿過數(shù)級(jí)電路造成流水線延遲；同步所有輸出需要嚴(yán)格的鎖存定時(shí)；對工藝缺陷敏感，對印刷線路板更為敏感，會(huì)影響增益的線性、失調(diào)及其他參數(shù)。

6.∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器Σ-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器由Σ-Δ調(diào)制器（又稱總和增量調(diào)制器）和數(shù)字抽取濾波器組成。Σ-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器總體框圖

（1）.∑-Δ調(diào)制器（增量調(diào)制器）量化原理

1位D／A轉(zhuǎn)換器可用積分器來完成，同時(shí)為了改進(jìn)增量調(diào)制器的高頻性能，先將輸人信號(hào)進(jìn)行積分后再進(jìn)行增量調(diào)制。（2）.∑-Δ調(diào)制器量化噪聲

∑-Δ調(diào)制器頻域模型

（3）.數(shù)字抽取濾波器三個(gè)作用：（1）低通濾波將∑-Δ調(diào)制器輸出噪聲減至最小。（2）濾除奈奎斯特頻率以上的頻率分量以防止由于數(shù)字抽取產(chǎn)生的混疊失真。（3）進(jìn)行抽取和濾波運(yùn)算，減少數(shù)據(jù)率，并將1位數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為高位數(shù)字信號(hào)。（4）∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的使用不能采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)無需抗混疊濾波器分辨率=1.分辨率分辨率指A/D轉(zhuǎn)換器對輸入模擬信號(hào)的分辨能力。從理論上講，一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)輸出的A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)能區(qū)分輸入模擬電壓的2n個(gè)不同量級(jí)，能區(qū)分輸入模擬電壓的最小差異為（滿量程輸入的1/2n）。三、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)例如，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出為12位二進(jìn)制數(shù)，最大輸入模擬信號(hào)為10V，則其分辨率為

2.轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間（孔徑時(shí)間）是指A/D轉(zhuǎn)換器從接到轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)開始，到輸出端獲得穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過的時(shí)間。

A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型，不同類型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度相差很大。①雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度最慢，需幾百毫秒左右；②逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度較快，需幾十微秒；③并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度最快，僅需幾十納秒時(shí)間。3.各種ADC性能比較傳統(tǒng)方式的ADC，例如：逐次逼近型、積分型、壓頻變換型主要應(yīng)用于中速或較低速、中等精度的數(shù)據(jù)采集和智能儀器中。在并行基礎(chǔ)上發(fā)展起來的分級(jí)型和流水線型ADC主要應(yīng)用于高速情況下的瞬態(tài)信號(hào)處理、快速波形存儲(chǔ)與記錄、高速數(shù)據(jù)采集術(shù)等領(lǐng)域。這些高速ADC的不足之處就是分辨率不高，無法實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)范圍及微弱信號(hào)的檢測。90年代以來獲得很大發(fā)展的∑-Δ型ADC利用高抽樣率和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，將抽樣、量化、數(shù)字信號(hào)處理融為一體，從而獲得了高精度的ADC，目前可達(dá)24位以上，∑-Δ型ADC由于其極高的分辨率，在很多應(yīng)用領(lǐng)域可以直接對傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理而不需要任何信號(hào)調(diào)理（放大和濾波）電路；∑-Δ型ADC不斷提高的轉(zhuǎn)換速度和相對低廉的價(jià)格，日益拓寬它的應(yīng)用領(lǐng)域，對測控電路的設(shè)計(jì)必將帶來深刻的影響和變革。目前，這一類型的ADC的主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度還不高，很難實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)的檢測。

四、8位集成ADC08091.ADC0809特性參數(shù)分辨率：8位精度：8位轉(zhuǎn)換時(shí)間：100μs增益溫度系數(shù)：20ppm/℃輸入電平：TTL功耗：15mW

ADC0809是采用CMOS工藝制成的8位八通道逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。②發(fā)出A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)START，在START的上升沿將SAR清0，轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志EOC變?yōu)榈碗娖?，在START的下降沿開始轉(zhuǎn)換；2.ADC0809工作原理④轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC跳為高電平，在OE端輸入高電平，從而得到轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。①輸入3位地址信號(hào)，在ALE脈沖的上升沿將地址鎖存，經(jīng)譯碼選通某一通道的模擬信號(hào)進(jìn)入比較器；③轉(zhuǎn)換過程在時(shí)鐘脈沖CLK的控制下進(jìn)行；IN0～I(xiàn)N7：8路模擬電壓輸入。ADDC、ADDB、ADDA：3位地址信號(hào)。ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入，高電平有效。D7～D0（2-1～2-8）：8位二進(jìn)制數(shù)碼輸出。OE：輸出允許信號(hào)，高電平有效。即當(dāng)OE=1時(shí)，打開輸出鎖存器的三態(tài)門，將數(shù)據(jù)送出。UR(+)和UR(-)：基準(zhǔn)電壓的正端和負(fù)端3.ADC0809引腳功能CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。一般在此端加500kHz的時(shí)鐘信號(hào)。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，為一正脈沖。在START的上升沿將逐次比較寄存器SAR清0，在其下降沿開始A/D轉(zhuǎn)換過程。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志輸出信號(hào)。在START信號(hào)上升沿之后EOC信號(hào)變?yōu)榈碗娖?；?dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC變?yōu)楦唠娖?。此信?hào)可作為向CPU發(fā)出的中斷請求信號(hào)。

D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)譯碼器（解碼器）。一般常用的線性D/A轉(zhuǎn)換器，其輸出模擬電壓uO和輸入數(shù)字量Dn之間成正比關(guān)系。K為比例系數(shù)，一般為UREF/2n為參考電壓.一、D/A轉(zhuǎn)換器的基本工作原理7.3數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）

D/A轉(zhuǎn)換器是將輸入的二進(jìn)制數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，以電壓或電流的形式輸出。uO＝KDn

D/A轉(zhuǎn)換器一般由數(shù)碼緩沖寄存器、模擬電子開關(guān)、參考電壓、解碼電阻網(wǎng)絡(luò)和求和電路等組成。數(shù)碼緩沖寄存器n位數(shù)控模擬開關(guān)解碼電阻網(wǎng)絡(luò)n位數(shù)字量輸入模擬量輸出求和電路參考電壓n位D/A轉(zhuǎn)換器方框圖數(shù)字量以串行或并行方式輸入，并存儲(chǔ)在數(shù)碼緩沖寄存器中；寄存器輸出的每位數(shù)碼驅(qū)動(dòng)對應(yīng)數(shù)位上的電子開關(guān)，將在解碼網(wǎng)絡(luò)中獲得的相應(yīng)數(shù)位權(quán)值送入求和電路；求和電路將各位權(quán)值相加，便得到與數(shù)字量對應(yīng)的模擬量。

將輸入的每一位二進(jìn)制代碼按其權(quán)值大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，然后將代表各位的模擬量相加，則所得的總模擬量就與數(shù)字量成正比，這樣便實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。即：D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓uO，等于代碼為1的各位所對應(yīng)的各分模擬電壓之和。為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的量化單位。1.權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC原理圖二、D/A轉(zhuǎn)換器的主要電路形式權(quán)電阻雙向模擬開關(guān)數(shù)字量輸入模擬量輸出權(quán)電阻的排列順序和權(quán)值的排列順序相反。運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器，作為求和權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的緩沖，并將電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC的原理分析開關(guān)Si的位置受數(shù)據(jù)鎖存器輸出的數(shù)碼di控制：當(dāng)di=1時(shí)，Si將對應(yīng)的權(quán)電阻接到參考電壓UREF上；當(dāng)di=0時(shí)，Si將對應(yīng)的權(quán)電阻接地。虛短虛斷運(yùn)算放大器總的輸入電流為運(yùn)算放大器輸出電壓為令RF=R/2，則即：輸出的模擬電壓uO正比于輸入的數(shù)字量Dn，從而實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。因而uO的變化范圍是當(dāng)Dn=Dn-1…D0=0時(shí)，uO=0；當(dāng)Dn=Dn-1…D0=11…1時(shí)，。權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，電阻元件數(shù)較少；②缺點(diǎn)：阻值相差較大,分散性很大，制造工藝復(fù)雜，實(shí)際精度較低。2.倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器數(shù)字量輸入模擬量輸出電阻解碼網(wǎng)絡(luò)中，電阻只有R和2R兩種，并構(gòu)成倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)di=1時(shí)，相應(yīng)的開關(guān)Si接到求和點(diǎn)；當(dāng)di=0時(shí)，相應(yīng)的開關(guān)Si接地。但由于虛短，求和點(diǎn)和地相連，所以不論開關(guān)如何轉(zhuǎn)向，電阻2R總是與地相連。這樣，倒T型網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)向上看和向右看的等效電阻都是2R，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的等效輸入電阻為R。求和點(diǎn)倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器原理圖參考電壓UREF供出的總電流為：分流：流入求和點(diǎn)的各支路電流為：流入求和點(diǎn)的電流為：虛斷，運(yùn)算放大器的輸出電壓為：倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)：

①優(yōu)點(diǎn)：電阻種類少，只有R和2R，提高了制造精度；而且支路電流流入求和點(diǎn)不存在時(shí)間差，提高了轉(zhuǎn)換速度。開關(guān)切換是在地和虛地進(jìn)行，所以進(jìn)入T型電阻網(wǎng)絡(luò)的電流恒定，不隨數(shù)碼的變化而變化。②應(yīng)用：它是目前集成D/A轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換速度較高且使用較多的一種，如8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832，就是采用倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)。令RF=R，則即：輸出的模擬電壓uO正比于輸入的數(shù)字量Dn，從而實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。分辨率用于表征D/A轉(zhuǎn)換器對輸入微小量變化的敏感程度。分辨率1.分辨率三、D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)①D/A轉(zhuǎn)換器模擬輸出電壓可能被分離的等級(jí)數(shù)－－可用輸入數(shù)字量的位數(shù)n表示D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率；分辨率越高，轉(zhuǎn)換時(shí)對輸入量的微小變化的反應(yīng)越靈敏。而分辨率與輸入數(shù)字量的位數(shù)有關(guān)，n越大，分辨率越高。②可用D/A轉(zhuǎn)換器的最小輸出電壓與最大輸出電壓之比來表示分辨率。可用DAC最低位產(chǎn)生一次變化時(shí)，所對應(yīng)的輸出模擬量（電壓或電流）的變化量來表示分辨率。2.轉(zhuǎn)換精度

D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度是指輸出模擬電壓的實(shí)際值與理想值之差，即最大靜態(tài)轉(zhuǎn)換誤差。如果不考慮D/AC的誤差，D/AC的轉(zhuǎn)換精度即為其分辨率的大小。因此，要獲得一定精度的D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果，首要條件是選擇有足夠分辨率的D/AC。當(dāng)然，D/AC的精度不僅與D/AC本身有關(guān)，也與外圍電路以及電源有關(guān)。影響轉(zhuǎn)換精度的主要誤差因素有失調(diào)誤差、增益誤差、非線性誤差和非線性誤差等等。

3.標(biāo)稱滿量程與實(shí)際滿量程

標(biāo)稱滿量程是指對應(yīng)數(shù)字量標(biāo)稱值的模擬輸出量。而對于二進(jìn)制的DAC，其實(shí)際數(shù)字量最大值為2n－1，要比標(biāo)稱值小1個(gè)LSB，因此，實(shí)際滿量程要比標(biāo)稱滿量程小一個(gè)相當(dāng)于1個(gè)LSB的模擬量。4.轉(zhuǎn)換速度從輸入的數(shù)字量發(fā)生突變開始，到輸出電壓進(jìn)入與穩(wěn)定值相差±0.5LSB范圍內(nèi)所需要的時(shí)間，稱為建立時(shí)間tset。目前單片集成D/A轉(zhuǎn)換器（不包括運(yùn)算放大器）的建立時(shí)間最短達(dá)到0.1微秒以內(nèi)。5.溫度系數(shù)在輸入不變的情況下，輸出模擬電壓隨溫度變化產(chǎn)生的變化量。一般用滿刻度輸出條件下溫度每升高1℃，輸出電壓變化的百分?jǐn)?shù)作為溫度系數(shù)，單位為ppm/℃6.電源變化抑制比（PSRR）

描述電源變化對D/AC的影響的參數(shù)，它用電源變化1V時(shí)所產(chǎn)生的輸出誤差相對滿量程的比值來表示，其單位為×10-6/V，ppm/V

。7.其他結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特性數(shù)字輸入特性包括接收數(shù)碼制式、數(shù)據(jù)格式和邏輯電平等。模擬輸出特性是電流輸出還是電壓輸出，滿量程電壓或電流，最大輸出短路電流（或是否允許輸出短路），以及輸出電壓允許的范圍。鎖存特性及轉(zhuǎn)換特性是否具有鎖存緩沖器，是單緩沖還是雙緩沖，如何啟動(dòng)轉(zhuǎn)換等等?；鶞?zhǔn)電源是否具有內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，或需要外部基準(zhǔn)電源，基準(zhǔn)電源的大小、極性，等等。電源功耗的大小，是否具有降低功耗的模式，正常工作需要幾組電源及其電壓的高低等。1.DAC0832結(jié)構(gòu)框圖四、8位集成DAC08328位輸入寄存器8位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器UREFIOUT2RfbAGNDVCCDGNDDI7~DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&&&RFB它由一個(gè)8位輸入寄存器、一個(gè)8位DAC寄存器和一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器三大部分組成，D/A轉(zhuǎn)換器采用了倒T型R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)。LE＝1，跟隨＝0，鎖存2.DAC0832引腳功能DI7～DI0：8位輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。IOUT1：DAC輸出電流1。當(dāng)DAC鎖存器中為全1時(shí)，IOUT1最大（滿量程輸出）；為全0時(shí)，IOUT1為0。IOUT2：DAC輸出電流2。它作為運(yùn)算放大器的另一個(gè)差分輸入信號(hào)（一般接地）。滿足IOUT1+IOUT2＝滿量程輸出電流。Rfb：反饋電阻（內(nèi)已含一個(gè)反饋電阻）接線端。DAC0832中無運(yùn)放，且為電流輸出，使用時(shí)須外接運(yùn)放。芯片中已設(shè)置了Rfb，只要將此引腳接到運(yùn)放的輸出端即可。若運(yùn)放增益不夠，還須外加反饋電阻。ILE：輸入鎖存允許信號(hào)，高電平有效。

CS：片選信號(hào)，低電平有效。WR1：輸入數(shù)據(jù)選通信號(hào)，低電平有效。（上升沿鎖存）XFER：數(shù)據(jù)傳送選通信號(hào)，低電平有效。

WR2：數(shù)據(jù)傳送選通信號(hào)，低電平有效。（上升沿鎖存）任何導(dǎo)線都可以被理解成電阻，因