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DA转换原理及实例电路
DA转换原理及实例电路
1、DAC0832的原理框图如图1-1所示。
DAC0832内部由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路三部分组成。8 位输入寄存器用于存放主机输出的数字量,使输入的数字量得以缓冲和锁存,由实现控制。8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量,由控制。8位D/A转换电路由8位的T型电阻网和相应的电子开关构成,8位电子开关受8位寄存器输出控制,T型电阻网可以输出模拟电流,输出端模拟电流与输入的数字量成正比,因此,在DAC0832输出端常外接运算放大器,通过电流电压转换得到模拟电压[3]。
图1-1 DAC0832的原理框图
当和同时有效时,8位DAC寄存器端为高电平“1”,此时DAC寄存器的输出端Q跟随输入端D也就是输入寄存器Q端的电平变化;反之,当端为低电平“0”时,第一级8位输入寄存器Q端的状态则锁存到第二级8位DAC寄存器中,以便第三级8位DAC转换器进行D/A转换。
一般情况下为了简化接口电路,使第二级8位DAC寄存器的输入端到输出端直通,只有第一级8位输入寄存器置成可选通、可锁存的单缓冲输入方式。
2、图1-2所示是DAC0832的引脚图。
图1-2 DAC0832引脚图
DAC0832引脚说明:
:数字量输入线,常与主机数据线相连接,为最高位。
:片选线,低电平有效。
:数字量输入允许线,高电平有效。
:传输控制输入线,低电平有效。
、:命令输入线,用于控制数字量输入到输入寄存器;用于控制D/A的转换时间。
:运算放大器反馈线,常接到运算放大器输出端。
、:模拟电流输出线,常接到运算放大器输入端。
:电源输入线,可在到范围内。
:参考电压,一般在到范围内,由稳压源提供。
、:为数字量地线,为模拟量地线,一般情况,两条地线接在一起[3]。
3、D/A模块
D/A模块是整个系统的纽带,连接着控制、稳压部分。将单片机当前的电压值通I/O口以数字量形式送入DAC0832,通过D/A转换得到模拟量,由于DAC0832输出的是与数字量成正比的模拟电流,所以,在DAC0832输出端外接运算放大器,得到模拟输出电压,再通过放大、扩流等环节可得所需要的电源。图1-3所示为D/A转换模块。
DAC0832有三方面的用途:用作单极性输出、用作双极性输出、用作控制放大器。此处,DAC0832用作单极性输出。
由于DAC0832是8位的D/A转换器,可得输出电压对输入数字量的关系为[3]:
(1-1)
式中,;为以常数。
显然,的绝对值和成正比。输入数字量为0时,输出也为0,输入数字量为256时,输出为负的最大值,输出电压为负的单极性。
DAC0832为输出量为电流,需在输出端外接运放进行电压电流转换。图4-3中DAC0832输出端接LM358N,LM358N输出端得到对应的电压值。取,由式(3-2)得,
(1-2)
知,当单片机控制字增或减一,LM358N输出电压变化。LM358N输出电压为负极性[3]。
在LM358N输出端接比例运算电路,将电压步进值提高到,需将LM358N输出电压放大5倍。由于前级输出电压为负极性,此处选择反相比例运算电路。根据课题要求,输出电压为,可选择OP27S,其输出电压可达到,满足要求,通过OP27S提高其电源电压,增大输出电压范围。
图1-3 D/A转换模块
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