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五、实验原理及说明
D/A 转换器
DA 转换器的内部电路构成无太大差异,一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等
进行分类。大多数 DA 转换器由电阻阵列和 n 个电流开关(或电压开关)构成。按数字输入值
切换开关,产生比例于输入的电流(或电压)。
1)电压输出型(如 TLC5620)
电压输出型 DA 转换器虽有直接从电阻阵列输出电压的,但一般采用内置输出放大器
以低阻抗输出。直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载,由于无输出放大器部分的延迟,故
常作为高速 DA 转换器使用。
2)电流输出型(如 THS5661A)
电流输出型 DA 转换器很少直接利用电流输出,大多外接电流—电压转换电路得到电压
输出,转换有两种方法:一是只在输出引脚上接负载电阻而进行电流—电压转换,二是外接
运算放大器。用负载电阻进行电流—电压转换的方法,虽可在电流输出引脚上出现电压,但
必须在规定的输出电压范围内使用,而且由于输出阻抗高,所以一般外接运算放大器使用。
此外,大部分 CMOS DA 转换器当输出电压不为零时不能正确动作,所以必须外接运算放大
器。当外接运算放大器进行电流电压转换时,则电路构成基本上与内置放大器的电压输出型
相同,这时由于在 DA 转换器的电流建立时间上加入了运算放入器的延迟,使响应变慢。此
外,这种电路中运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振,有时必须作相位补偿。
3)乘算型(如 AD7533)
DA 转换器中有使用恒定基准电压的,也有在基准电压输入上加交流信号的,后者由于能
得到数字输入和基准电压输入相乘的结果而输出,因而称为乘算型 DA 转换器。乘算型 DA 转
换器一般不仅可以进行乘法运算,而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入
信号进行调制的调制器使用。
4)一位 DA 转换器
一位 DA 转换器与前述转换方式全然不同,它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制
的输出,然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出(又称位流方式),用于音频等场
合。
2.DA 转换器的主要技术指标:
1)分辩率(Resolution) 指最小模拟输出量(对应数字量仅最低位为‘1’)与最大量
(对应数字量所有有效位为‘1’)之比。
2)建立时间(Setting Time) 是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间,也可
以认为是转换时间。DA 中常用建立时间来描述其速度,而不是 AD 中常用的转换速率。一般
地,电流输出 DA 建立时间较短,电压输出 DA 则较长。
其他指标还有线性度(Linearity),转换精度,温度系数/漂移。
3.本开发板上使用的 MAX504 是 10 位 D/A 转换器,其特点如下:
1)由单个 5V 电源供电;
2)电压输出缓冲;
3)内部 2.048V 参考电压;
4)INL=
LSB(MAX);