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1、D A转换器输出电压 分辨率百分数计算公式第15章 数模(DA)与模数(AD)转换 例151 对于一个8位DA转换器： (1) 若最小输出电压增量为002V，试问当输入代码为01001101时，输出电压vo为多少伏? (2) 若其分辨率用百分数表示，则应是多少? (3) 若某一系统中要求DA转换器的精度小于025，试问这一DA转换器能否适用? 解 本例涉及转换器的几个参数，一是最小输出电压增量；二是分辨率；三是转换精度。最小输出电压增量是指对应于输入最小数字量的输出模拟电压值，也就是指数字量每增加一个单位，输出模拟电压的增加量。分辨率，定义为对最小数字量的分辨能力。一般用输入数字量的位数表示，
2、也可用最小输出电压与最大输出电压之比的百分数表示。例如，分辨率为10位的DA转换器，可表示成分辨率为 1=0.001=0.1% 210-1转换精度，取决于转换误差，转换误差通常用输出电压满刻度的百分数表示，也可以用最低有效位的倍数表示。根据这些参数的含义，依照题意分析如下： (1)当8位DA转换器的最小输出电压增量为002V时，输入代码0100110l所对应的输出电压为 vo=0.02(26+23+22+20)=1.54V (2)8位DA转换的分辨率百分数为 1100=0.3922% 82-1(3)若要求DA转换器的精度小于025，则其分辨率应小于05。因此，这 个8位DA转换器可满足所设置系
3、统的精度要求。 例152 已知倒T形电阻网络DAC的RFR，VREF10V，试分别求出4位DAC和8位DAC的输出最大电压，并说明这种DAC输出最大电压与位数的关系。 解 4位DAC的最大输出电压 Vomax=-VREFR104(2-1)=-115=-9.37V 442R2VREFR108(2-1)=-1255=-9.96V 882R28位DAC的最大输出电压 Vomax=-由此可见，最大输出电压随位数的增加而增加，但增加的幅度并不大。 例153 巳知倒T形电阻网络DAC中的反馈电阻RFR，VREF10V，试分别求出4位和8位DAC的输出最小电压，并说明这种DAC最小输出电压与位数的关系。 解
4、 4位DAC的输出最小电压 1 Vomin=-VREFR1002=-11V=-0.63V 442R2VREFR1002=-11V=-0.04V 882R28位DAC的输出最小电压 Vomin=-由上可知，在VREF 和RF相同的条件下，倒T形电阻网络DAC的位数越多，输出最小电压越小。 例154 用5G7520和一个集成运算放大器组成一个DAC，若某时刻输入的数字信号d7d011110011，试求该时刻输出模拟电压v0的值。设基准电压VREF8V，电源电压VDDl 5V。 解 v0=-876543210(12+12+12+12+02+02+12+12)=828-243=-7.59V256例15
5、5 要设计个DA转换系统，请回答以下问题： (1) 如果要求模拟输出电压的最大值为10V，基准电压VREF应选几伏? (2) 如果要求模拟输出电压的最大值为10V，电压的最小受化量为50mV，应选几位的DAC芯片? DAC0832还是AD7533? (3)如果输出电压的最大值为10V，要求转换误差小于25mV，DAC芯片的线性度误差应优了多少? (4)如果DAC芯片的建立时间ts1s、外接运算放大器的电压变化率SR2V/s，在最大输出电压为10V时转换时间大约需要多少? 解：(1)基准电压VREF选10V。 (2)n8位。2n10V50mV200即可。DAC0832已经够用。 (3)线性度误差
6、应优于25mV10V0.0025，即025。DAC 0832的线性度02，满足要求。 (4)Tts十VOMAXSR1=1+1026(s)。 例156 双积分型AD 转换器原理电路图如图15.1所示，请回答以下问题： (1)输入被测电压vI的最大值为2V，如果要求分辨率01V，图中的计数器应当取几位? (2)如果时钟频率fCP200kHz，采样保持时间最大需要多少? (3)假定vI=2VVREF，时钟频率fCP200kHz，如果积分器的最大输出电压为-5V，问积分器的积分时间常数RC等于多少? 解 (1) 设计数器的级数为n，应满足 2 2n20.120 所以取 n5(位) (2) 因为 T=T1+T2=2TCP(1+nVI) VREF且n5，TCP0005ms，如令VIVREF，则 Tmax2500052032(ms) (3) 因为积分器的输出 VO=-VIT1 RC而 T12nTCP VI2nTCP RCV2n即 RC=-I2TCP=-320.005=0.064(ms) VO-5所以 VO=- 3
