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D/A转换器,你真的懂了吗?

D/A转换器,简称DAC,是数字信号与模拟信号之间转换的关键器件。你真的懂它的工作原理和性能指标吗?今天,我们就来深入探讨一下。

DAC简介

1、概述

数模转换器,又称D/A转换器,简称DAC,它是把数字量转变成模拟的器件。DAC主要由权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关组成。在模数转换器中,DAC是必不可少的。它将连续的模拟信号转变为离散的数字信号。

按照位数划分,有8位、10位、12位、16位DAC;按照数字量的数码形式划分,有二进制码和BCD码DAC;按照输出方式划分,有电流输出型和电压输出型DAC。在实际应用中,电流输出的DAC可以通过运算放大器转换为电压输出。

单片机与DAC的连接方式有并行接口和串行接口,如UART、IIC、SPI等。在选择DAC时,要考虑单片机与DAC的接口形式。

目前,部分单片机芯片中集成的DAC位数一般在10位左右,且转换速度很快。低端的产品,如8位DAC,虽然在实验室或工业控制方面仍有应用,但面临被淘汰的危险。

DAC的主要性能指标

(1)分辨率

分辨率是指输入数字量的最低有效位(LSB)发生变化时,所对应的输出模拟量的变化量。分辨率与输入数字量的位数有确定的关系,可以表示成FS/2^n。位数越多,分辨率越高。

(2)建立时间

建立时间描述了DAC转换的快慢,即从输入数字量到输出达到终值误差±(1/2)LSB时所需的时间。电流输出型DAC的转换时间较短,而电压输出的转换器转换时间较长。

(3)转换精度

理想情况下,转换精度与分辨率基本一致,位数越多精度越高。但实际中,转换精度会受到电源电压、基准电压、电阻、制造工艺等因素的影响。

(电流输出型)DAC的工作原理

目前常用的DAC是由T型电阻网络构成的。转换电流与“逻辑开关”为1的各支路电流的总和成正比,即与D0~D7口输入的二进制数成正比。

转换电压:即,转换电压正比于待转换的二进制数和参考电压。

当输入数据D7~D0为11111111B时,有...

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