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1、HUNAN UNIVERSITY电路实验学 生 姓 名学 生 学 号专 业 班 级指 导 老 师2015 年 11 月 11 日实验七 数模转换电路测量 实验内容：1. 设计一个四位二进制数的数字模拟信号（D/A）转换器2. 实验室提供 1003 个和 2005 个电阻用于搭接梯形电路，二进制数用0V、1V 电压提供。3. 用集成运放 A741 作放大输出，其供电电压为+12V 和-12V。4. 记录输入的二进制数从 00001111 对应的输出电压值。描点绘制数模转换的输入输出曲线（用 excel 画） 实验环境：ICECH IT6302 电源，集成运算放大器 uA741，面包板一个， UN
2、I-TUT805A数字万用表，BOHENG 3296W-1-103 多圈电位器（最大阻值 10K（1%），五个红黑棕金的四色环电阻（理论阻值 200(5%)），三个棕黑棕金的四色环电阻（理论阻值 100（5%），若干根小铜丝导线。 实验原理和实验电路：1. 实验原理：D/A 转换器工作原理D/A 转换器输入的数字量是由二进制代码按数位组合起来表示的，任何一个 n 位的二进制数，均可用表达式DATA=D020+D121+ D222+ +Dn-12n-1来表示。其中 Di=0 或 1(i=0,1n-1)；20，21，2n-1 分别为对应数位的权。在 D/A 转换中，要将数字量转换成模拟量，必须先把
3、每一位代码按其“权”的大小转换成相应的模拟量，然后将各分量相加，其总和就是与数字量相应的模拟量，这就是 D/A 转换的基本原理。D/A 转换器的主要组成基准电压 VREFT 型（ R-2R）电阻网络位切换开关 BSi （i=0 ，1，n-1）运算放大器 A输出电压 VOUT 与输入二进制数 D0 Dn-1 的关系VOUT = VREF（D020+ D121+ D222+ + Dn-12n-1）/ 2nT 型网络组成的 D/A 转换器原理图见实验电路图即可。2. 实验电路： 实验步骤和数据记录：1. 实验步骤：1) 根据实验电路图连接实验电路。2) 将开关 J1、J2、J3、J4 都闭合到集成放
4、大器的 2 端口，数字万用表调节到电压档。3) 将电源打开并输出电动势 1V 调节电位器 R9 并观察数字万用表的读数，直到数字万用表的电压读数等于-4V（实际调节为-4.0186V）为止，随后停止电源输出，并将电位器从电路中断开，用数字万用表的电阻档来测量此时电位器的电阻大小（385.55）并记录数据。4) 然后将电路按上述电路图接好并将开关 J1、J2、J3、J4 都接入到 3 端口(0000)然后测量集成运算放大器的输出端的电压，即数字万用表的电压读数。（其中当开关接到集成运算放大器的 3 端口时即可表示为 2 进制的 0，如果开关接到集成运算放大器的 2 端口即表示为 2 进制的 1）
5、,然后分别将开关依次调节到0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111 后记录数字万用表的电压读数并记录5) 整理数据并绘制 excel 图表。6) 最后进行结论分析。2. 实验数据及分析：1) 实验数据：十进制 S1 S2 S3 S4 输出电压（V）0 0 0 0 0 0.026861 0 0 0 1 -0.331322 0 0 1 0 -0.570063 0 0 1 1 -0.852214 0 1 0 0 -1.160425 0 1 0 1 -1.456016 0 1 1 0 -1.70
6、5417 0 1 1 1 -1.910518 1 0 0 0 -2.165219 1 0 0 1 -2.4003210 1 0 1 0 -2.6408011 1 0 1 1 -2.9010212 1 1 0 0 -3.1520413 1 1 0 1 -3.4458014 1 1 1 0 -3.7121115 1 1 1 1 -4.008702) 实验生成图表：3) 数据分析：由图中（2）可知在误差允许范围内，数模转换器的输出电压与输入数字量成线性关系。 实验结果分析：由实验电路图及实验中的集成运算放大器的原理可知当实验中的数字万用表的输出数据为电源的电压值（1V）的电位器与输入端接入电路的总电阻的比值倍，由于实验室提供的电阻存在误差，而且实验过程中的电位器的阻值大小仅仅为 385，故实验中测量的数据存在误差，但是最终实验数据绘制的图表明显表明实验中数模转换器的二进制数与输出电压的对应关系。 实验总结：实验过程中由于开始并不是很了解实验的原理导致测得的实验数据排序是混乱的，并不能从数据的排列上发现数模转换器的特点，最后通过对实验数据中的二进制数据转化为十进制数据并将实验数据从小到大依次排列最终可以很明显发现数据之间大致存在等差关系，从而对数数模转换电路的理解。
