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吉林大学远程教育学院 计算机接口技术 主讲人: 赵宏伟 教授 总学时:

32 吉林大学计算机科学与技术学院 第 二十三 讲第6章 模拟通道及其接口 在测量和工业实时控制中,经常要对一些现场物理量进行测量,或者将其采集下来进行处理.

这些物理量可能是电信号,也可能是非电信号.电信号有电压、电流、电量等,非电信号有拉力、压力、温度、声音、光、浓度、密度、湿度以及物体的重量、形变、位移、运动物体的速度和加速度等.对于电信号,需要转化成计算机所能接受的形式,对于非电信号则需要转换成电信号再由计算机进行处理.在数字计算机中,任何物理量都是以数字的形式表示和进行处理的,而上述电信号、非电信号一般都是模拟量信号,所以就需要将模拟量信号转换成数字量信号,这一转换过程称为模数转换,即A/D转换.另一方面,为满足测控系统各执行机构对模拟量信号的要求,需要将计算机处理后的用于控制的数字量信号转换成模拟量信号,这一转换过程称为数模转换,即D/A转换.A/D转换和D/A转换是微型机与外界联系的重要桥梁,是微型机在测量、控制和各类智能仪器仪表中不可缺少的重要环节. 6.1 概述 传感器分类 6.2 D/A转换及其接口 D/A转换原理 D/A转换常用的方法是加权电阻网和T型电阻网法 1.加权电阻网D/A转换:加权电阻网D/A转换就是用一个二进制数字的每一位代码产生一个与其相应权成正比的电压(或电流),然后将这些电压(或电流)叠加起来,就可得到该二进制数所对应的模拟量电压(或电流)信号2.T型电阻网D/A转换: T型电阻网D/A转换的组成是 (1)输入数据控制的开关组 (2)R-2R电阻网络 (3)由运算放大器构成的电流-电压转换电路 这种转换方法与上述加权电阻网络法的主要区别在于电阻求和网络的形式不同,它采用分流原理来实现对相应数字位的转换 吉林大学远程教育学院 计算机接口技术 主讲人: 赵宏伟 教授 总学时:

32 吉林大学计算机科学与技术学院 第 二十四 讲D/A转换结构示意图 D/A转换器原理框图 D/A转换器的主要性能指标 1.分辨率:当输入数字发生单位数码变化时,即LSB位产生一次变化时,所对应输出模拟量(电压或电流)的变化量2.精度:分绝对精度和相对精度,表明D/A转换的精确程度,用误差大小表示(1)绝对精度:指的是在整个工作区间实际的模拟量输出值与理论输出值之差的最大值.它是由D/A转换器的零点调整,增益误差,噪声和线性误差,微分线性误差等引起的.在手册上常常单独给出各种误差以综合说明绝对误差(2)相对精度:相对精度与绝对精度相似,不同在于,相对精度把上述的最大偏差表示为满量程输出模拟量的百分数,或者用二进制位数的形式给出,例如:精度为±0.1%,含义是:最大误差为FS的±0.1%,若FS=5V,则最大误差为±5mV3.建立时间:描述D/A转换速率快慢的一个重要参数,一般所指的建立时间是指输入数字量变化后,输出模拟量稳定到相应数值范围内所经历的时间4.环境及工作条件:一般情况下,影响D/A转换精度的主要环境和工作条件因素是温度和电源电压变化.D/A转换器的工作温度按产品等级分为军用级、工业级和商业级,各级的标准工作温度分别如下: 军用级 -55℃~+125℃ 工业级 -25℃~+85℃ 商业级 0℃~-70℃ 8位D/A转换器DAC