第3課模擬信號輸出通道

1、北航自動化學(xué)院北航自動化學(xué)院 計算機測控技術(shù)計算機測控技術(shù)第二單元第二單元 計算機測控接口計算機測控接口于勁松于勁松檢測與自動化工程系檢測與自動化工程系 新主樓新主樓 E9021北航自動化學(xué)院 第二節(jié)第二節(jié) 模擬輸出通道模擬輸出通道v 模擬量輸出通道的任務(wù)模擬量輸出通道的任務(wù)把計算機處理后的數(shù)字量信號轉(zhuǎn)換成模擬量電壓把計算機處理后的數(shù)字量信號轉(zhuǎn)換成模擬量電壓或電流信號：或電流信號：1)1)實現(xiàn)對連續(xù)變量的執(zhí)行機構(gòu)進行控制；實現(xiàn)對連續(xù)變量的執(zhí)行機構(gòu)進行控制； 2)2)送到模擬顯示器或模擬記錄裝置形成測試信號送到模擬顯示器或模擬記錄裝置形成測試信號的模擬顯示或模擬記錄。的模擬顯示或模擬記錄。2北航

2、自動化學(xué)院 2.2.1 模擬量輸出通道的基本理論模擬量輸出通道的基本理論2.2.2 模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用第二節(jié)第二節(jié) 模擬輸出通道模擬輸出通道3北航自動化學(xué)院 2.2.1 模擬量輸出通道的基本理論模擬量輸出通道的基本理論 1. 零階保持與平滑濾波零階保持與平滑濾波模擬信號數(shù)字化得到數(shù)據(jù)是模擬信號在各個采樣時刻模擬信號數(shù)字化得到數(shù)據(jù)是模擬信號在各個采樣時刻瞬時幅值的瞬時幅值的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，再進行轉(zhuǎn)換結(jié)果，再進行D/A轉(zhuǎn)換也只能得到轉(zhuǎn)換也只能得到模擬信號各個采樣時刻的近似幅值（存在量化誤差）模擬信號各個采

3、樣時刻的近似幅值（存在量化誤差）。易采用電易采用電路實現(xiàn)路實現(xiàn)4北航自動化學(xué)院 2.2.1 模擬量輸出通道的基本理論模擬量輸出通道的基本理論通常采用輸出鎖存器實現(xiàn)零階保持(a)數(shù)據(jù)保持方式數(shù)據(jù)保持方式，加寄存器，穩(wěn)定性好。，加寄存器，穩(wěn)定性好。(b)模擬保持方式模擬保持方式，共用的，共用的D/A后每路加采樣保后每路加采樣保持器持器,在保持期間保持電壓會因保持電容漏電而在保持期間保持電壓會因保持電容漏電而跌落。穩(wěn)定性差跌落。穩(wěn)定性差,但形式簡單但形式簡單,成本低成本低零階保持器的兩種形式零階保持器的兩種形式5北航自動化學(xué)院 2.2.1 模擬量輸出通道的基本理論模擬量輸出通道的基本理論6北航自動化

4、學(xué)院 2.2.1 模擬量輸出通道的基本理論模擬量輸出通道的基本理論 2. 保持周期的確定保持周期的確定對輸入信號對輸入信號f(t) 和模擬輸出信號和模擬輸出信號f0(t)存在如下存在如下關(guān)系：關(guān)系：TS/T=a(常數(shù)常數(shù))TS 保持周期保持周期T 采樣周期采樣周期則：則： f0(t)= f(t/a) a的取值視情況而定，如語音回放，要求的取值視情況而定，如語音回放，要求=17北航自動化學(xué)院 2.2.1 模擬量輸出通道的基本理論模擬量輸出通道的基本理論 3.數(shù)字自動增益控制：數(shù)字自動增益控制： 如果希望模擬輸出信號與模擬輸入信號動態(tài)范圍不同，如果希望模擬輸出信號與模擬輸入信號動態(tài)范圍不同，可采用

5、變增益的數(shù)字自動增益控制技術(shù)?？刹捎米冊鲆娴臄?shù)字自動增益控制技術(shù)。GdD2其中：其中：d 為輸出通道送去記錄的子樣數(shù)據(jù)（如第為輸出通道送去記錄的子樣數(shù)據(jù)（如第i道第道第j次）次）D 為定點二進制數(shù)送到為定點二進制數(shù)送到D/A轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換8北航自動化學(xué)院 2.2.2 模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)寄存器寄存器 D/A 調(diào)理電路調(diào)理電路 顯示器顯示器(1)寄存器寄存器: 與高速的計算機總線接口，實現(xiàn)零階保持與高速的計算機總線接口，實現(xiàn)零階保持器作用器作用(2)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器: 模擬信號輸出的核心模擬信號輸出的核心(3)調(diào)理電路調(diào)理電路: 低通濾波、隔離、信號功

6、率放大等低通濾波、隔離、信號功率放大等(4)執(zhí)行機構(gòu)、顯示器、記錄器執(zhí)行機構(gòu)、顯示器、記錄器: 如直流電機等與測控如直流電機等與測控對象聯(lián)結(jié)對象聯(lián)結(jié)9執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu) 記錄器記錄器 北航自動化學(xué)院 多通道模擬量輸出三種基本結(jié)構(gòu)形式：多通道模擬量輸出三種基本結(jié)構(gòu)形式：v1. 數(shù)據(jù)分配分時轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分配分時轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)寄存器寄存器 D/A 調(diào)理電路調(diào)理電路 執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu) 寄存器寄存器 D/A 調(diào)理電路調(diào)理電路 執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu) 寄存器寄存器 D/A 調(diào)理電路調(diào)理電路 執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu) 控制邏輯控制邏輯。計算機計算機2.2.2 模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)10分時結(jié)構(gòu)，各通道輸

7、出模擬分時結(jié)構(gòu)，各通道輸出模擬信號存在時間偏斜，不同步信號存在時間偏斜，不同步數(shù)字保持?jǐn)?shù)字保持:穩(wěn)定穩(wěn)定北航自動化學(xué)院 v2. 2. 數(shù)據(jù)分配同步轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分配同步轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)寄存器寄存器 D/A 調(diào)理電路調(diào)理電路 執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu) 控制邏輯控制邏輯寄存器寄存器 寄存器寄存器 D/A 調(diào)理電路調(diào)理電路 執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu) 寄存器寄存器 寄存器寄存器 D/A 調(diào)理電路調(diào)理電路 執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu) 寄存器寄存器 。計算機計算機2.2.2 模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)11信號間的時間差由第二個數(shù)信號間的時間差由第二個數(shù)據(jù)寄存器的同步作用所消除據(jù)寄存器的同步作用所消除數(shù)字保持?jǐn)?shù)字保持:穩(wěn)

8、定穩(wěn)定北航自動化學(xué)院 v3.3.模擬分配分時轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)模擬分配分時轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)寄存器寄存器D/A調(diào)理電路調(diào)理電路采樣保持器采樣保持器執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)采樣保持器采樣保持器采樣保持器采樣保持器調(diào)理電路調(diào)理電路執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)調(diào)理電路調(diào)理電路執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)控制邏輯控制邏輯2.2.2 模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)(a)12只有正在進行轉(zhuǎn)換的那個通道的采樣保持器是采樣狀態(tài)只有正在進行轉(zhuǎn)換的那個通道的采樣保持器是采樣狀態(tài), ,而其它通道的而其它通道的采樣保持器處于保持狀態(tài)采樣保持器處于保持狀態(tài)。北航自動化學(xué)院 寄存器寄存器D/AD/A調(diào)理電路調(diào)理電路跟隨保持跟隨保持放大器放大器執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行

9、機構(gòu)跟隨保持跟隨保持放大器放大器跟隨保持跟隨保持放大器放大器調(diào)理電路調(diào)理電路執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)調(diào)理電路調(diào)理電路執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)控制邏輯控制邏輯模擬多路開模擬多路開關(guān)關(guān)2.2.2 模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)(b)13模擬保持模擬保持:穩(wěn)定性不好，成本低，電路簡單穩(wěn)定性不好，成本低，電路簡單（a)a)中的多路采樣保持器可簡單用中的多路采樣保持器可簡單用MUXMUX和多個跟隨保持放大器代替和多個跟隨保持放大器代替。北航自動化學(xué)院 1. D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器2. 反多路開關(guān)和采樣保持器反多路開關(guān)和采樣保持器3. 輸出調(diào)理電路輸出調(diào)理電路2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通

10、道組成電路的選用14北航自動化學(xué)院 1. D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器輸入：數(shù)字量，輸出：模擬量輸入：數(shù)字量，輸出：模擬量轉(zhuǎn)換過程：轉(zhuǎn)換過程：送到送到DACDAC的各位二進制數(shù)按其的各位二進制數(shù)按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬分量，再把各權(quán)的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬分量，再把各模擬分量疊加，其和就是模擬分量疊加，其和就是D/AD/A轉(zhuǎn)換的結(jié)果。轉(zhuǎn)換的結(jié)果。2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用15北航自動化學(xué)院 加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器運算放大器Vref位切換開關(guān)0位1位2位3位VARfR2R4R8R二進制數(shù)據(jù)輸入+-A模擬量輸出2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電

11、路的選用16（1 1）加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)）加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/AD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換D/AD/A轉(zhuǎn)換器工作原理：轉(zhuǎn)換器工作原理：)2222(2)(0011223340123ddddVIIIIRVreffo2/:RRf如果北航自動化學(xué)院 (2)(2)倒倒T T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)D/AD/A轉(zhuǎn)換電路原理轉(zhuǎn)換電路原理圖中 D3 D2 D1 D0是4位二進制數(shù)字量輸入，當(dāng)D3 D2 D1 D0中的某一位狀態(tài)為1時，圖中開關(guān)打向右方，為0 時，開關(guān)打向左方。圖（a）倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換原理圖R2R2R2R2RRRRRD0D1D2D3節(jié)點3節(jié)點2節(jié)點1節(jié)點0IVREF+-VOUTI3I2I1I0RFIOUT1IOU

12、T22.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用17北航自動化學(xué)院 VREF為基準(zhǔn)電壓輸入，Vout是電壓模擬量輸出。由運算放大器概念可知：Vout=-RFIout1Iout1 是開關(guān)打向右端的各支路電流 Ii之和，實際上（其中 就是數(shù)字量D3 D2 D1 D0的某一位）Di301iOUTDiIiI2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用18北航自動化學(xué)院 等效電路圖(b)R2R2R2R2RRRRRD0D1D2D3節(jié)點3節(jié)點2節(jié)點1節(jié)點0IVREFI3I2I1I0由等效電路圖（b）可知，各支路電流分別為： RVREFI42RVREFI81RVREFI

13、160RVREFI232.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用19北航自動化學(xué)院 iiiRVFOUTDRVREF30162上式右邊iiiD302表示的就是數(shù)字量D3 D2 D1 D0的值（按權(quán)展開），而左邊是模擬量輸出值，可見模擬量輸出正比于數(shù)模擬量輸出正比于數(shù)字量輸入，即實現(xiàn)了字量輸入，即實現(xiàn)了D/AD/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。請思考請思考：倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)相對于權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)有什么優(yōu)勢？ 2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用20北航自動化學(xué)院 D/A轉(zhuǎn)換器使用注意事項：轉(zhuǎn)換器使用注意事項：兩種輸出形式兩種輸出形式:電壓輸出電壓輸出形式與形式與電流輸出電流

14、輸出形式。形式。電流輸出的電流輸出的D/A轉(zhuǎn)換器，如需模擬電壓輸出，轉(zhuǎn)換器，如需模擬電壓輸出，可在其輸出端加一個可在其輸出端加一個I-V轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電路。電路。(1) (1) 輸出形式輸出形式 使用使用D/A轉(zhuǎn)換器時，要注意區(qū)分轉(zhuǎn)換器時，要注意區(qū)分:* D/A轉(zhuǎn)換器的輸出形式轉(zhuǎn)換器的輸出形式 * 內(nèi)部是否帶有鎖存器內(nèi)部是否帶有鎖存器(2) D/A(2) D/A轉(zhuǎn)換器內(nèi)部是否帶有鎖存器轉(zhuǎn)換器內(nèi)部是否帶有鎖存器2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用21北航自動化學(xué)院 D/A轉(zhuǎn)換需要一定時間且測控計算機接口總線不轉(zhuǎn)換需要一定時間且測控計算機接口總線不能被能被D/A獨占，所以獨占

15、，所以D/A輸入端必須設(shè)置鎖存器，輸入端必須設(shè)置鎖存器，以提供數(shù)據(jù)鎖存功能。根據(jù)芯片內(nèi)是否帶有鎖以提供數(shù)據(jù)鎖存功能。根據(jù)芯片內(nèi)是否帶有鎖存器，可分為存器，可分為內(nèi)部無鎖存器的內(nèi)部無鎖存器的和和內(nèi)部有鎖存器內(nèi)部有鎖存器的兩類。的兩類。內(nèi)部鎖存器對接口的影響內(nèi)部鎖存器對接口的影響2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用22北航自動化學(xué)院 * * 內(nèi)部無鎖存器的內(nèi)部無鎖存器的D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器可與可與MCS-51的的P1、P2口口直接相接（因直接相接（因P1口和口和P2口的輸出有鎖存功能）。但與口的輸出有鎖存功能）。但與P0口口相接，需增加相接，需增加鎖存器。鎖存器。*

16、 * 內(nèi)部帶有鎖存器的內(nèi)部帶有鎖存器的D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 內(nèi)部不但有鎖存器，還包括地址譯碼電路，有的內(nèi)部不但有鎖存器，還包括地址譯碼電路，有的還有雙重或多重的數(shù)據(jù)緩沖電路，可與還有雙重或多重的數(shù)據(jù)緩沖電路，可與MCS-51的的P0口直接相接?？谥苯酉嘟印?.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用23北航自動化學(xué)院 主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo): :(1)(1)分辨率分辨率輸入給輸入給DAC的的單位數(shù)字量變化單位數(shù)字量變化引起的模擬引起的模擬量輸出的變化，通常量輸出的變化，通常定義為輸出滿刻度值定義為輸出滿刻度值與與2n之比。顯然，二進制位數(shù)越多，分辨率之比。顯然，二進制

17、位數(shù)越多，分辨率越高。越高。2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用24北航自動化學(xué)院 例如例如:若滿量程為若滿量程為10V，根據(jù)定義則分辨率為，根據(jù)定義則分辨率為10V/2n。設(shè)。設(shè)8位位D/A轉(zhuǎn)換，即轉(zhuǎn)換，即n=8，分辨率為，分辨率為10V/2n =39.1mV，該，該值占滿量程的值占滿量程的0.391%，用符號，用符號1LSB表示。表示。同理：同理：10位位 D/A：1 LSB=9.77mV=0.1% 滿量程滿量程 12位位 D/A：1 LSB=2.44mV=0.024% 滿量程滿量程根據(jù)對根據(jù)對DAC分辨率的需要分辨率的需要,來選定來選定DAC的位數(shù)。的位數(shù)。

18、2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用25北航自動化學(xué)院 描述描述DAC轉(zhuǎn)換快慢的參數(shù)轉(zhuǎn)換快慢的參數(shù),表明轉(zhuǎn)換速度。表明轉(zhuǎn)換速度。定義：定義：為從輸入數(shù)字量到輸出達到終值誤差為從輸入數(shù)字量到輸出達到終值誤差(1/2)LSB(最低有效位最低有效位)時所需的時間。時所需的時間。電流輸出電流輸出時間較短，而電壓輸出需加上完成時間較短，而電壓輸出需加上完成I-V轉(zhuǎn)換的時間，轉(zhuǎn)換的時間，因此建立時間要長一些?？焖僖虼私r間要長一些。快速DAC可達可達1 s以下。以下。(2)(2)建立時間建立時間2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用26北航自動化學(xué)院

19、 (3(3）精度）精度理想情況，精度與分辨率基本一致，理想情況，精度與分辨率基本一致，位數(shù)越多精位數(shù)越多精度越高。但由于電源電壓、參考電壓、電阻等各度越高。但由于電源電壓、參考電壓、電阻等各種因素存在著誤差。種因素存在著誤差。嚴(yán)格講精度與分辨率并不完嚴(yán)格講精度與分辨率并不完全一致全一致。位數(shù)相同，分辨率則相同，但相同位數(shù)的不同位數(shù)相同，分辨率則相同，但相同位數(shù)的不同轉(zhuǎn)換器精度會有所不同。轉(zhuǎn)換器精度會有所不同。例如例如，某型號的，某型號的8位位DAC精度為精度為0.19%，另一型號的，另一型號的8位位DAC精度為精度為0.05%。2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用2

20、7北航自動化學(xué)院 DAC0832的引腳及邏輯結(jié)構(gòu)的引腳及邏輯結(jié)構(gòu)引腳：引腳：2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用28北航自動化學(xué)院 DAC0832DAC0832的邏輯結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用29北航自動化學(xué)院 DAC0832引腳功能：引腳功能：DI0DI0DI7DI7：8 8位數(shù)字信號輸入端位數(shù)字信號輸入端CSCS* *： 片選端。片選端。ILEILE： 數(shù)據(jù)鎖存允許控制端，高電平有效。數(shù)據(jù)鎖存允許控制端，高電平有效。WR1WR1* *：輸入寄存器寫選通控制輸入寄存器寫選通控制端。當(dāng)端。當(dāng)CSCS* *=0=0、

21、ILE=1ILE=1、WR1WR1* *=0=0時，數(shù)據(jù)信號被鎖存在輸入寄時，數(shù)據(jù)信號被鎖存在輸入寄存器中。存器中。XFERXFER* *：數(shù)據(jù)傳送控制數(shù)據(jù)傳送控制。2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用30北航自動化學(xué)院 WR2* ：DAC寄存器寫選通控寄存器寫選通控制端。當(dāng)制端。當(dāng)XFER*=0，WR2* =0時，輸入寄存器狀態(tài)傳入時，輸入寄存器狀態(tài)傳入DAC寄存器中。寄存器中。IOUT1：電流輸出電流輸出1端，輸入數(shù)字端，輸入數(shù)字量全量全“1”時，時，IOUT1最大，最大， 輸入數(shù)輸入數(shù)字量全為字量全為“0”時，時，IOUT1最小。最小。 2.2.3 模擬輸出通

22、道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用31IOUTIOUT2 2：D/AD/A轉(zhuǎn)換器電流輸出轉(zhuǎn)換器電流輸出2 2端，端，IOUTIOUT2 2+IOUT+IOUT1 1= =常數(shù)。常數(shù)。R Rfbfb：外部反饋信號輸入端，外部反饋信號輸入端， 內(nèi)部已有反饋電阻內(nèi)部已有反饋電阻R Rfbfb， 根據(jù)需要也可外接反饋電阻。根據(jù)需要也可外接反饋電阻。北航自動化學(xué)院 VccVcc：電源輸入端，可在電源輸入端，可在+5V+5V+15V+15V范范圍內(nèi)。圍內(nèi)。DGNDDGND：數(shù)字信號地。數(shù)字信號地。AGNDAGND：模擬信號地。模擬信號地?！? 8位輸入寄存器位輸入寄存器”用于存放用于存放CPUCP

23、U送來的數(shù)字量，使輸送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由LE1LE1* *控制；控制；“8 8位位DACDAC寄存器寄存器” 存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由LE2LE2* *控制；控制；“8 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路”由由T T型電阻網(wǎng)絡(luò)和電子開關(guān)組成，型電阻網(wǎng)絡(luò)和電子開關(guān)組成，T T型電阻網(wǎng)絡(luò)輸出和數(shù)字量成正比的模擬電流。型電阻網(wǎng)絡(luò)輸出和數(shù)字量成正比的模擬電流。2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用32北航自動化學(xué)院 DAC的應(yīng)用的應(yīng)用接口與接口與DACDAC的具體應(yīng)用有關(guān)。的具體應(yīng)用有關(guān)。(1) (1) 單

24、極性電壓輸出單極性電壓輸出單極性模擬電壓輸出，可采用下頁圖所示接單極性模擬電壓輸出，可采用下頁圖所示接線。輸出電壓線。輸出電壓V Voutout與輸入數(shù)字量與輸入數(shù)字量B B的關(guān)系的關(guān)系: : V Voutout = = B B* *（V VREFREF/256/256）式中，式中，B=b7B=b72 27 7+ b6+ b62 26 6+ + b1+ b12 21 1+ b0+ b02 20 0； V VREFREF/256/256為一常數(shù)。為一常數(shù)。2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用33 B為為0時，時，Vout也為也為0，輸入數(shù)字量為，輸入數(shù)字量為255時，

25、時，Vout為為最大值，輸出電壓為單極性。最大值，輸出電壓為單極性。 北航自動化學(xué)院 2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用34北航自動化學(xué)院 v利用利用D/A的電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成放大器反饋電阻的電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成放大器反饋電阻 RF2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用35(2) (2) 采用采用D/AD/A構(gòu)成程控放大器構(gòu)成程控放大器北航自動化學(xué)院 DAC作程控放大器原理圖作程控放大器原理圖DAC的輸出和輸入之間的關(guān)系的輸出和輸入之間的關(guān)系: V Voutout = -(V = -(Vinin* *B B）/256/256B/256B/256看作看作

26、放大倍數(shù)放大倍數(shù)。2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用36v利用利用DAC0832構(gòu)成程控放大器構(gòu)成程控放大器北航自動化學(xué)院 R2R2R2R2RRRRRD0D1D2D3節(jié)點3節(jié)點2節(jié)點1節(jié)點0IVi+-VOUTI3I2I1I0RFIOUT1IOUT2Vout = B*（Vi/16）B=b3*8+b2*4+ b1*2+ b0*12.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用37v利用利用D/A電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成程控放大器的輸入電阻電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成程控放大器的輸入電阻采用采用D/A構(gòu)成程控放大器應(yīng)構(gòu)成程控放大器應(yīng)用用v 采用DAC7520十位D/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)成99

27、.999倍程控轉(zhuǎn)換器，步進量為0.001RF/9=(1024/1000)*RR2R2R2R2RRRRD0D1D2D9節(jié)點節(jié)點9節(jié)點節(jié)點2節(jié)點節(jié)點1節(jié)點節(jié)點0IVi+-VOUTI3I2I1I0RFIOUT1IOUT2。北航自動化學(xué)院 D/A位數(shù)的確定位數(shù)的確定vD/A的位數(shù)取決于輸出模擬信號所需的的位數(shù)取決于輸出模擬信號所需的動態(tài)范圍動態(tài)范圍（1）不失真再現(xiàn)輸入模擬信號）不失真再現(xiàn)輸入模擬信號 與輸入通道所選用的與輸入通道所選用的A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)相同轉(zhuǎn)換器位數(shù)相同（2）用于觀察輸入信號的動態(tài)范圍：選）用于觀察輸入信號的動態(tài)范圍：選57位位D/A2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組

28、成電路的選用39北航自動化學(xué)院 v計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)中，被控對象的參數(shù)精度由計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)中，被控對象的參數(shù)精度由檢測通道的精度保證，檢測通道的精度保證，D/A的位數(shù)可以比的位數(shù)可以比A/D的的位數(shù)低位數(shù)低2位位 2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用40THnVVmax2（3）開環(huán)控制系統(tǒng)）開環(huán)控制系統(tǒng) 如模擬執(zhí)行元件的分辨力為如模擬執(zhí)行元件的分辨力為VTH，所需的控制信所需的控制信號最大擺幅（動態(tài)范圍）為號最大擺幅（動態(tài)范圍）為Vmax，則，則D/A的位數(shù)：的位數(shù)：北航自動化學(xué)院 D/A主要結(jié)構(gòu)特性與應(yīng)用特性的選擇主要結(jié)構(gòu)特性與應(yīng)用特性的選擇v數(shù)字輸入特性：一般接收自然二進制碼數(shù)字輸入特性：一般接收自然二進制碼v模擬輸出特性：多數(shù)為電流性輸出模擬輸出特性：多數(shù)為電流性輸出v鎖存特性及轉(zhuǎn)換控制：影響接口設(shè)計鎖存特性及轉(zhuǎn)換控制：影響接口設(shè)計v參考源：通常采用內(nèi)部低漂移參考源參考源：通常采用內(nèi)部低漂移參考源2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選用41北航自動化學(xué)院 422. 反多路開關(guān)和采樣保持器反多路開關(guān)和采樣保持器2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用模擬輸出通道組成電路的選