八位DA转换器设计文档格式.docx

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二、课程设计内容和要求

2.1、设计内容

2.2、设计要求

三、课程设计方案

3.1、设计思路

3.2、总体设计框图

3.3、工作原理

3.4、仿真电路设计

3.4.1、仿真电路图

3.4.2、仿真实验说明

3.4.3、仿真实验结果

四、课程设计总结

五、参考文献

在现代测控系统中，通常需要将经计算机处理后的数字信号（二进制数码0和1）转换为模拟信号（连续变化的电流和电压），以便直接输出或控制执行机构（如电动机等）。

将数字信号转换为模拟信号的电路称为数/模（D/A）转换电路。

1掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；

2学习使用Proteus7.4Professional等软件绘制电路原理图及印刷板图；

3掌握运用Proteus7.4Professional对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。

2.1、设计内容

设计出八位D/A转换器电路，符合实际，并能基于此模型印出PCB版。

2.2、设计要求实际模型时分辨率、转换精度、转换速度、非线性误差、温度系数等达到生产要求。

数/模转换就是将数字量转换成与它成正比的模拟量。

组成D/A转换器的基本指导思想：

将数字量按权展开相加，即得到与数字量成正比的模拟量。

如图为一实用的四位T形权电阻网络D/A转换

由于集成运算放大器的电流求和点Σ为虚地，所

以每个2R电阻的上端都相当于接地，从网络的A、

B、C点分别向右看的对地电阻都是2R。

因此流过四个2R电阻的电流分别为I/2、I/4、

I/8、I/16。

电流是流入地，还是流入运算放大器，

由输入的数字量Di通过控制电子开关Si来决定。

故流入运算放大器的总电流为：

IIII

ID3D2D1D0

24816

由于从UREF向网络看进去的等效电阻是R，因此从UREF流出的电流为：

UREF

故：

UREF

24R

（D323

D222D121D020）

因此输出电压可表示为：

对于n位的倒T形电阻网络DAC，则：

由此可见，输出模拟电压uO与输入数字量D成正比，实现了数模转换。

3.4.1、仿真电路图

运用叠加原理：

1.当d7US单独作用时，左边电路为纯电阻，均可等效为电阻2R，即

两个2R电阻与电压源直接串联，

U0（7）d7US

U0（7）

4R

R

2R

d7US

2.当d6US单独作用时，左边电路仍等效为2R的电阻，而电压源右

边电路串并联较复杂，故用互易定理：

U0（6）

d6US

分析第二个电路图，左边电阻仍可以等效为2R的电阻，又左边电路支路均是两个2R电阻并联，每流过一个支路，电流减半，故原来电

Id6US

压源所在处I原电压源，由互易定理，现电压源所在处，电

28R

流为I现

I原d6US

8R

故U0（6）I现2R

4

3.当diUS单独作用时，均可使用互易定理与

（2）同理，每次电流往左每流过个支路，电流减小一半，故有

d5USd4USd3USd2US

U0（5）U0（4）U0（3）U0

（2）

8163264

d1USd0US

U0

（1）U0（0）

128256

所以

U0U0（7）U0（6）U0（5）U0（4）U0（3）U0

（2）U0

（1）U0（0）

Us76543210=256（27*d7+26*d6+25*d5+24*d4+23*d3+22*d2+21*d1+20*d0）。

故取Us=256V，就完成了数字电路与逻辑电路之间的转化，与二进制转为十进制形式完全符合。

页

输入数字量

模拟量输出

SW1

SW2

SW3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

1

XIDIANUNIVERSITY

D/A转换电路的核心思想就是使U0能有一种与二进制转化为十进制完全相同形式的公式，将di对应于二进制的各个位，当di取1或0时，其对应的十进制数即是输出的U0大小。

这个D/A电路设计是参考了书本上的T形权电阻网络，其优势在于电阻只用到R与2R，与书上第一种方法电阻差值很大相比具有优越性。

而这个电路的最大的亮点在于当电压源单独作用时，其左边的电阻电路无论有多长，均可等效为2R，因此这个方法可以无限延长至N位转换电路。

略微复杂的地方在于右边部分，运用互易定理可以轻松解决。

书本P105例2.10-2给出的T形权电阻网络D/A转换电路。