三、输入为 n 位二进制数时的表达式
当 D = dn-1 dn-2 … d1 d0
uO U REF 2n U REF uO n D K u D 2 U REF 2n (d n1 2n1 ... d1 21 d 0 20 )
Ku — 转换比例系数
Ku
模拟系统
物理 生物 化学
Óȯ ¼  加热炉
¶ Πȼ ì² â
温度 检测
ź Ð Å´ ¦À í
信号 处理
采样 -³ ÉÑ ² ù¡ ª£ ± Ö 保持
功率
¦Â ¹ Ê¿ ØÆ Ö
控制
D/A D/A± ä» 转换
ÆË ¼ ã» ú¿ ØÖ Æ
计算机 控制
A/D A/D± ä» 转换
测温电路是把温度的变化转化为微弱的电压信号。该电压信 号经放大、滤波，送入模数转换电路，经 A/D 转换器把电压信号 转换为与温度变化相应的数字编码信号。然后，微处理机系统根 据水温控制模型进行计算，得到相应的控制输出数字信号。该数 字信号可控制电力电子电路的电流大小，从而调整水温高低。
概述
一、数/模和模/数器是模拟、数字系统间的桥梁 数 / 模（D / A）转换: Digital to Analog Converter （DAC） 模 / 数（A / D）转换: Analog to Digital Converter （ADC）
二进制 A/D 线性
数字计算机
存储 分析 控制
二进制 D/A 线性
7.1.2 DAC 的转换精度、速度和主要参数 一、转换精度 ULSB 1 (一)分辨率（Resolution） 分辨率= U = 2 n– 1 指 D/A 转换器模拟输 LSB —Least Significant Bit 出产生的最小电压变化量 FSR — Full Scale Range 与满刻度输出电压之比， (二)转换误差 也可用输入的位数表示。 为实际输出模拟电压与理想输出模拟电压间的最 大误差。 可用占输出电压满刻度值的百分数表示或可用最 低有效位（LSB）的倍数表示。 如: ½ （LSB）= 输入为 00…01 时输出模拟电压 的一半。
求和运放
U REF R U REF I 2 3 1 2 uO R 2R 2 2
当 d2d1d0 = 111,
2R
2R
R
I / 82R
R
I / 4 2R
I I/2
UREF
R uO
I I I U REF U REF U REF uO ( ) R ( )R 2 4 8 2R 4R 8R U REF 2 1 0 3 (1 2 1 2 1 2 ) 表达的一般形式 2 U REF 2 1 0 uO 3 (d 2 2 d1 2 d 0 2 ) 2
uO/V
. . .
D/A转换器
vo
输出
Dn-1 输入
001 010 011 100 101 110 111
D
二、D/A 转换的电路组成
2R
2R d0 电子 开关
R
2R d1
R 电阻网络
2R d2
d1
UREF R
S0
d0
S1
S2
d2
uO
求和运放
当di=1时， Si 接运算放大器反相输入端（虚地），电流 Ii流入求 和电路；
电源电压 功 耗
温度系数
V
mW FSR 10–6/º C
四、集成DAC芯片举例 1. 5G7520 的电路结构
UREF d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 VDD 4 14 15 参考电压源，可正可负。 5 5G7520 6 7 16 Rf R 8 9 IO1 1 IO1 10 uO 11 2 IO2 12 13 3GND
UREF 2. 应用电路 VDD RW3 单极性输出 RW1 14 15 UREF > 0，uO < 0 16 Rf d0 d9 4 输入从 0000000000 R IO1 13 1 1111111111 变化时， IO2 uO 5G7520 2 uO 从 0 （1023 / 1024）UREF 3 2 –VEE RW2 输出与输入的关系 数码输入
FSR
二、转换速度 （ 1 ）建立时间（ tset ） —— 当输入的数字量发生变化 时，输出电压变化到相应稳定电压值所需时间。最 短可达0.1μ S。 （ 2 ）转换速率（ SR） —— 在大信号工作状态下模拟 电压的变化率。
三、主要参数
D/A 转换器 5G7520 的主要参数
参数名称 分辨率 非线性度 转换时间 UREF 单 位 位 全量程的 % ns V 参数值 10 ≤ 0.05 % ≤ 500 –25 +25 5 35 20
… … … …
7.1 D / A转换器（DAC）
一、D/A转换器的基本原理
对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相应的 模拟量，然后相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量， 从而实现数字/模拟转换。
N 10 d i 2i
i 0
D0 D1
n1
可利用运算大器实现运算
7 6 5 4 3 2 1
二、 常见数模、模数转换器应用系统举例
压力传感器 温度传感器 流量传感器 液位传感器 物理量 四 路 模 拟 开 关 数 字 控 ADC 制 计 二进制 算 信号 机 DAC DAC DAC DAC 模拟控制器 模拟控制器 模拟控制器 模拟控制器 模拟信号
生 产 控 制 对 象
三、A / D、D / A 转换器的精度和速度 精度保证转换的准确性 速度保证适时控制
当di=0时，Si将电阻2R接地。
与Si相连的2R电阻均接“地”（地或虚地）。
二、D/A 转换的电路组成
R 电阻网络 U REF I / 8 2R I / 4 2R I / 2 2R I R d0 d d 1 2 S0 S1 S2 I/2 d0 d1 d2 电子 开关 2R R
uO
三、工作原理
当 d2d1d0 = 100, I = UREF / R
输出电压：
R f VREF vO i R f 4 R 2
i ( D 2 i ) i 0
3
(LS B) D0
D1
D2
(MS B) D3
Rf
iΣ
A
+
vo
S0 2R 2R I 16 R I 16 I 8 2R
S1 I 8 R I 4 2R
S2 I 4 R I 2 2R
S3 I 2 +V RE F I