模拟技术
A/D与D/A转换器仿真实验
一、实验目的
通过实验了解数模转换器和模数转换器的性能及使用方法。
二、实验内容
1、输出电流型R/2R电阻网络D/A数模转换器
实验电路如图1所示。
图1 输出电流型R/2R电阻网络D/A(数模)转换器电路
表1 R/2R网络表格
输入数字量 | 输出模拟量实测值VO/V | 输出模拟量理论值VO/V | |||
D3 | D2 | D1 | D0 | ||
0 | 0 | 0 | 0 | 0.002 | 0 |
0 | 0 | 0 | 1 | -0.310 | -0.313 |
0 | 0 | 1 | 0 | -0.622 | -0.625 |
0 | 0 | 1 | 1 | -0.934 | -0.938 |
0 | 1 | 0 | 0 | -1.247 | -1.25 |
0 | 1 | 0 | 1 | -1.559 | -1.563 |
0 | 1 | 1 | 0 | -1.872 | -1.875 |
0 | 1 | 1 | 1 | -2.184 | -2.188 |
1 | 0 | 0 | 0 | -2.497 | -2.5 |
1 | 0 | 0 | 1 | -2.809 | -2.813 |
1 | 0 | 1 | 0 | -3.121 | -3.125 |
1 | 0 | 1 | 1 | -3.433 | -3.438 |
1 | 1 | 0 | 0 | -3.746 | -3.75 |
1 | 1 | 0 | 1 | -4.058 | -4.063 |
1 | 1 | 1 | 0 | -4.371 | -4.375 |
1 | 1 | 1 | 1 | -4.683 | -4.688 |
图1 输出电流型R/2R电阻网络D/A(数模)转换器仿真电路
2、集成DA转换器
图2数模转换器电路,从输入数字量的最低位(D0)起,逐位置1(接高电平),对应测出模拟输出电压U0的值,把结果记入表2中,并与理论值进行比较。
图2 集成DAC转换器仿真电路
表2 集成DAC转换电路表格
输 入 数 字 量 | 输出模拟量UO/V | ||||||||
D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 实测值 | 理论值 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0.039 | 0.039 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0.078 | 0.078 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0.156 | 0.156 |
0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.313 | 0.313 |
0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.625 | 0.625 |
0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.25 | 1.25 |
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2.5 | 2.5 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 | 5 |
3、并行AD转换器
图3-1 并行模数转换器 (学习通电路)
图3-2 并行模数转换器 (清华教材)可以参考
选一个在MULTISSIM连接仿真电路,填表3
图3-3仿真电路
表3 并行AD转换器表格
输入模拟量UI/V | VR=8V | 输出数字量 | ||
可取UI V | D2 | D1 | D0 | |
UI<1VR/8 | 0.5 V | 0 | 0 | 0 |
1VR/8<UI<2VR/8 | 1.5 V | 0 | 0 | 1 |
2VR/8<UI<3VR/8 | 2.5V | 0 | 1 | 0 |
3VR/8<UI<4VR/8 | 3.5V | 0 | 1 | 1 |
4VR/8<UI<5VR/8 | 4.5V | 1 | 0 | 0 |
5VR/8<UI<6VR/8 | 5.5V | 1 | 0 | 1 |
6VR/8<UI<7VR/8 | 6.5V | 1 | 1 | 0 |
7VR/8<UI<VR | 7.5 | 1 | 1 | 1 |
4、集成模数转换器实验
集成模数转换器仿真实验电路如图4所示。
当输出全为高电平时(8个发光二极管全亮),测量并记录输入的模拟电压值。
调节模拟输入电压分别为表中数据,记录ADC0809的输出数字量。
图4 集成模数转换器仿真电路
表4 集成ADC转换电路表格
输入模拟量UI/V | 输出数字量 | 输出数码管数字 | |||||||
D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | ||
0V | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
0.25V | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | |
0.50V | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | |
0.75V | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
1.0V | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
1.25V | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
1.5V | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | |
1.75V | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | |
2.0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
2.25V | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
2.5V | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
2.75V | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | |
3.0V | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | |
3.25V | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
3.5V | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
3.75V | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
4.0V | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | |
4.25V | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | |
4.5V | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
4.75V | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
5.0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
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