暖通与燃气数值化测量技术2007(6)

1、 信号转换电路 2、 滤波电路 3、 保护电路 4、 消除触点的抖动 3-5-5 开关量输出驱动电路

常用驱动电路类型：[1]TTL电平三态门电路

[2]开路集电极（OC门）输出电路 [3]门电路外加功率驱动级 [4]达林顿阵列驱动器功率输出电路 思考题：

1、 号的输入输出通常分为哪两大类？在信号处理时有何区

别？

2、 对于多路输入情况，需采用什么技术？对快速变化的被

测信号，为减少由于模数转换孔径时间等影响，又需要采用什么技术？

3、 多路开关选择时常需考虑哪些参数？ 4、 采样保持器的作用是什么？ 5、 什么叫A/D转换器的孔径时间？

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第四章 数-模（D/A）转换

4-1 概述

D/A转换是测控应用系统中典型的接口技术内容。D/A转换器简称DAC。

D/A转换接口设计的主要内容：选择D/A集成芯片，配置外围电路及器件，实现数字量到模拟量的线性转换。 4-2 D/A转换器的工作原理（略）

权电阻网络原理 R-2R梯形电阻网络

D/A转换器的输入二进制代码形式有：原码、补码、反码、偏移码及BCD码等。

输出的电压范围有：0～+5V，0～+10V，±2.5V，±5V， ±10V，这个范围是比较宽的,一般可以选择一种来满足用户要求.对于某种非标准的电压范围,可以在输出端再加运算放大器来调整,有些场合需要输出电流信号,以便与标准仪表配接或满足长距离传送要求,这时,可在电压输出端加V/I转换电路。

10位、12位或者说2位以上的D/A转换原理同8位一样，只要增加相应的模拟开关和权电阻网络即可。 4-3 D/A转换器的主要技术指标 1、分辨率

这里指最小输入电压与最大输出电压之比。例如，10位D/A转换器，其分辨率为：

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1/（210-1）=1/1024≈0.001

分辨率越高越灵敏。AD7541的分辨率为12位，DAC832的分辨率为8位。 2、线性度

通常用非线性误差的大小表示D/A转换器的线性度，并且把理想的输出特性的偏关差与满刻度输出之比的百分数，定义为非线性误差。

例如，单片集成D/A转换器AD7541的线性度为≤±0.02%FSR 3、转换精度

转换精度是以最大的静态转换误差的形式给出,这个转换误差应该是包含非线性误差、比例系数误差、及漂移误差等综合误差。

注意：精度和分辨率是两个不同的概念。精度是指转换后所得的实际值对于理想值的接近程度，而分辨率是指能够对转换结果产生影响的最小输入量。对于分辨它很高的A/D转换器并不一定具有很高的精度。 4、建立时间

所谓建立时间，指数模转换器中的输入代码有满刻度值的变化时，其输出模拟信号电压（或模拟信号电流）达到满刻度值±1/2LSB（或与满刻度值差百分之多少）时所需要的时间。

例如D/A转换器AD7541，输出达到与满刻度之差0.01%时, 建立时间<1μS ,D/A转换器AD561J,输出达到满刻度值的±1/2LSB时, 建立时间为250nS。

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5、温度系数

在满刻度输出的条件下，温度每升高1度，输出变化的百分数定义为温度系数。例如，AD561J的温度系数为<10ppmFSR/℃（ppm为英文百万分之一的缩写）。 6、电源抑制比

对于高质量的D/A，要求开关电路及运算放大器所用的电源电压发生变化时对输出的电压影响极小。通常把满量程电压变化的百分数与电源电压变化的百分数之比称为电源抑制比。 7、输出电平

不同型号的数模转换器的输出电平相差较大，一般为+15V～+10V，有的高压输出型的输出电平可高达+24V～+30V。学有些电流型的D/A转换器，低的为几个毫安到几十个毫安，高的可达3安。 8、输入代码

有二进制码、BCD码、双极性时的符号数值码、补码、偏移二进制码等。 9、输入数字电平

指输入数字信号分别为“1”和“0”时，所对应的高低电平的起码数值。例如，单片集成D/A转换器AD7541的输入数字电平为：VIH>+2.4V，VIL<+0.8V。 10、工作温度范围

较好的转换器的工作温度范围：-40℃～+85℃ 较差的转换器的工作温度范围：0℃～+70℃

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4-4 D/A转换器与CPU的接口

本节所选用的CPU为MCS-51系列的8031，它在测控领域得到了广泛的应用，与D/A转换器的接口具有广泛的代表性。 4-4-1 8位D/A转换器DAC0830/0831/0832与CPU的接口

芯片特点：价格低廉、接口简单、转换控制容易。在单片机系统中得到了广泛的应用。

DAC0830系列产品可以完全相互替换。20脚DIP封装具有很好的兼容性，DAC0830和DAC1230系列引脚兼容。

1、

D/A转换器DAC0830/0831/0832的特性与引脚功能 DAC0830系列能直接与MCS-51系列单片机接口，主要特性参数：

分辨率为8位； 电流稳定时间1μS；

可单缓冲、双缓冲直接数字输入； 只需在满量程下调整其线性度； 单一电源供电（+5V～+15V）； 低功耗，200mW。 2、

D/A转换器DAC0830/0831/0832与CPU的接口

DAC0830系列与8031单片机有两种接口方式，即单缓冲输出器方式和双缓冲输出器方式。

[1]单缓冲输出器方式

应用系统中只有一路D/A转换或虽然是多路，但并不要求同步

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