鋸齒波發(fā)生器

1、鋸齒波發(fā)生器的設(shè)計與制作目 錄學(xué)習(xí)目標項目要求項目引導(dǎo)項目學(xué)習(xí)制作指導(dǎo)項目驗收知識學(xué)習(xí)目標了解D/A轉(zhuǎn)換（數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號）的基本原 理和典型電路；掌握集成D/A轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用；掌握鋸齒波發(fā)生器的電路組成與工作原理能力丄 會正確使用集成電路DAC0832. 74LS161和運算放大器741。育皂完成鋸齒波發(fā)生器的設(shè)計.組裝和調(diào)試。僅IT開制I苗沁不壬命,孚丈口卜: 輸入10kHz脈沖信號; 輸出頻率為39Hz; 基準電壓10V； 峰值約為10V；分辨率8位。項目弓I導(dǎo)(1)小組制訂工作計劃。(2)完成鋸齒波發(fā)生器的邏輯電路設(shè)計。(3)畫出布線圖。(4)完成鋸齒波發(fā)生器的電路所需元器件的購

2、買與檢測。(5)根據(jù)布線圖制作鋸齒波發(fā)生器。(6)完成鋸齒波發(fā)生器電路的功能檢測和故障排除。通過4、組討論完成電路的詳細分析及編寫項 目 實訓(xùn)扌艮告O74LS161鋸齒波發(fā)生器電路圖知識鏈接數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（D/A轉(zhuǎn)換器）知識鏈接 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（D/A轉(zhuǎn)也一.權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換電路(MSB)數(shù)字量輸入(LSB)權(quán)電阻的扌非列順:序弄口權(quán)值的扌非列川頁序相反。原理CLSB)(MSB)任務(wù)：求出輸出模擬電壓q與輸入數(shù)字量dgdqdido間的關(guān)系。輸入數(shù)字量輸入數(shù) 字量°o = -Rf：計-Rf(厶 + 厶 + £ + 厶)二仏(密+纟+作+4)2 R 2°212223=

3、_ 辱(血 23 + t/222 + J121 + J0 2°)V2Vref _ 2錚+n2n2 + 宀緊丈鄉(xiāng)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的特點:優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，電阻元件數(shù)較少;缺點：阻值相差較大，制造工藝復(fù)雜。d3二、R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換電路(MSB)數(shù)字量輸入(LSB)do1!1 11/1/On-22RRUrefdxnS2Si2R2RRf (R)模 擬 量 輸 出求和點A+2R倒TSi電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器原理圖電阻解碼網(wǎng)絡(luò)中，電阻只有R和2R兩種，并構(gòu)成倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)。當二 1時，相應(yīng)的開關(guān)Sj接到求和點；當二0時，相應(yīng)的開關(guān)接地。但由于虛 短，求和點和地相連，所以不論開關(guān)

4、如何轉(zhuǎn)向，電阻2R總是與地相連。這 樣，倒T型網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點向上看和向右看的等效電阻都是2R, 整個網(wǎng)絡(luò)的等 效輸入電阻為R。倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的特點：優(yōu)點：電阻種類少，只有R和2R, 提高了制造精度;而且支路電流流入求和點不存在時間差，提高了轉(zhuǎn)換 速度。應(yīng)用：它是目 前集成D/A轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換速度較高且 使用較多的一種，如8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832, 就是采 用倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)。解：由公式£_Vref nT例已知倒置T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC的UREF =20V, 試分別求出 八位DAC的最小(最低位為1時)輸出電壓U°min和最大輸出 電壓Uomax。= -|2xl =

5、0.08V得到八位 D4 3最小輸出電壓 化門仙I當數(shù)字量各位均為1日寸輸出電壓最大，故，、位 D4 3最大輸出電壓為%ax= -|x(28-1) = 19.92V三、D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標1分辨率通常指分辨輸出的最小電壓與最大電壓之比，即n位的D/A轉(zhuǎn)換器分辨率為：分辨率=“ N"fsr 2 一 1例Uref =10V, 求8位的D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率。 分辨率= = 0.00428-1* 分辨出最小 OVx 0.004= 40m卩2.轉(zhuǎn)換精度D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度是指實際輸出電壓與理論輸出 電壓之間的偏離程度。通常用最大誤差與滿量程輸出電壓之 比的百分數(shù)表示。3.線性度反映DA

6、C實際轉(zhuǎn)換曲線相對于理想轉(zhuǎn)換直線的最大偏差，通常以占滿量程的百分數(shù)表示。4.轉(zhuǎn)換時間輸入數(shù)字信號起，到輸出電流或電壓達到穩(wěn)態(tài)值所需要的 時間。輸出建立時間一般為幾納秒到幾微秒。轉(zhuǎn)換器的分辨率是多少？分辨輸出最小電壓 為多少?I制作指導(dǎo) 8位集成DAC芯片DAC08321.電路框圖及引腳說明i=(LSB)DeiQ Q八DQ砸*入1D/AD/A寄存越«#«轉(zhuǎn)換券二DQ9-«DQOVT2AGNDocDGND齊匚 煩匚 AGNDC 呷 D肚 wtc (LSBW,tDGNDD10201918n161514131211%3iER 冋 JDIj 3叫 3D/7(MSB) Mom

7、 3DUT2CsWR片選信號輸入， 寫信號1輸入端,低電平有效。低電平有效，該信號用于控V11 20%毎219】皿AONDC3ISWjC417516職皿613；D/(LSB)D4714職u試8BJWj(MSB)912DONDC10 11制把夕卜部數(shù)據(jù)寫入輸入寄存器中。WRi :寫信號2輸入端，低電平有效。AGND、DGND:分別為模擬地和數(shù)字地，應(yīng)連在一起。D0"D7:為8位數(shù)字數(shù)據(jù)輸入端。Uref： 基準電壓輸入端，電壓范圍為-10V+10V。Rfb反饋電阻引出端。IOLltl:電流輸出1端，在DAC的電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸 出時，該端應(yīng)牙口運放的反相端一起連接。Iout2 電流輸出

8、2端，在DAC的電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸 出時，該端應(yīng)牙口運放的同相端一起接地。儀FER :為傳送控制信號輸入端，低電平有效。Ucc電源電壓，范圍為+5+15V,+ 15V最佳。ILE：輸入寄存器允許信號端，高電平有效。DAC0832的主要特性參數(shù)：分辨率為8位；電流穩(wěn)定時間lus;可單緩沖、雙緩沖或直扌妾數(shù)字輸入; 只需在滿量程下調(diào)整其線性度； 單一電源供電(+5V +15V)；低功耗，200mWo2.工作方式根據(jù)對DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存器的不同的控制：!方式,DAC0832有三種工作方式:直通方式.;緩沖方式。單緩沖方式和雙;計數(shù)器的輸出狀態(tài)出，輸出電壓與參考電壓給成正比。設(shè)計

9、思路Q 兩片74LS161構(gòu)成8位二進制計數(shù)器, 在00000000 11111111 之間變化。(J) DAC0832將計數(shù)器輸出的 8 位二進制信息轉(zhuǎn)換為模擬電 壓。數(shù)模轉(zhuǎn)換器28=256個模擬電壓輸出。(2)輸出鋸齒波的頻率f°和計數(shù)脈沖頻率龍p的關(guān)系為: 耳 7/256。® 外接的運放741將0832轉(zhuǎn)換后的電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸提示：請點擊各圖標觀看。*安裝與調(diào)試安裝按正確方法插好IC芯片，連接線路。電路可以連接在自制的PCB (印刷電路板)上，也可以焊接在萬芳皂板上,或通過“面包板”插接。調(diào)試(1) 在74LS161的脈沖輸入CP端接信號源，將信號源的頻率調(diào)為10

10、 kHz 左右，幅度大于2 Vo 用示波器的一個探頭測量CP信號，另一個探頭依次 測量DAC0832的DI。DI?的波形，觀察示波器上顯示的兩個波形的頻率關(guān) 系。DI°信號波形的頻率應(yīng)為CP的二分頻，DI】的頻率為CP的四分頻，DI2 為CP的八分頻，依次類推。測試正確，說明 由兩片74LS161構(gòu)成的八位二 進制計數(shù)器工作正常。(2)用示波器測量運放741的輸出信號，記錄輸出波形的形狀、頻率和幅度。如果電路工作正常，其輸出應(yīng)為一個鋸齒波。(3) 改變輸入脈沖CP的頻率，觀察輸出波形的頻率變化；改變 數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832第8腳Vref的大小，觀察輸出波形的幅值變化 情況。CPo1

11、0k Hz357P?9IrPo Pl p.p;CEP CET >CLK PE MJTQiQ.Q；TC14H12FTT5DAC0832+5V74LS161+5V34567F0"T"9 T cP。Pl巴P3CEP CET >CLK PEMR14n12rr1317F13 R -T5 T6 _4 r67xfercsiDL+15V74LS161參考電路圖WR1WR"2ILElog lout.Rfbcf項目驗收內(nèi)容一：IC的識別與檢測(6)(6)(1) 簡述DAC0832.運放741等的功能。(2) 根據(jù)功能表簡述其使用注意事項。內(nèi)容二：項目功育豈測試(1) 分組匯報項目 的學(xué)習(xí)與制作情況。分組通電演示電路功矣皂并回答有關(guān)問題。(6)(6)(6)內(nèi)容三：項目功策3則試因此被廣泛（1） 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的電路簡單且便于集成工