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1、锯齿波发生器的设计与制作目 录学习目标项目要求项目引导项目学习制作指导项目验收知识学习目标了解D/A转换（数字信号转换为模拟信号）的基本原 理和典型电路；掌握集成D/A转换器及其应用；掌握锯齿波发生器的电路组成与工作原理能力丄 会正确使用集成电路DAC0832. 74LS161和运算放大器741。育皂完成锯齿波发生器的设计.组装和调试。仅IT开制I苗沁不壬命,孚丈口卜: 输入10kHz脉冲信号; 输出频率为39Hz; 基准电压10V； 峰值约为10V；分辨率8位。项目弓I导(1)小组制订工作计划。(2)完成锯齿波发生器的逻辑电路设计。(3)画出布线图。(4)完成锯齿波发生器的电路所需元器件的购
2、买与检测。(5)根据布线图制作锯齿波发生器。(6)完成锯齿波发生器电路的功能检测和故障排除。通过4、组讨论完成电路的详细分析及编写项 目 实训扌艮告O74LS161锯齿波发生器电路图知识链接数/模转换器（D/A转换器）知识链接 数/模转换器（D/A转也一.权电阻网络D/A转换电路(MSB)数字量输入(LSB)权电阻的扌非列顺:序弄口权值的扌非列川页序相反。原理CLSB)(MSB)任务：求出输出模拟电压q与输入数字量dgdqdido间的关系。输入数字量输入数 字量o = -Rf：计-Rf(厶 + 厶 + + 厶)二仏(密+纟+作+4)2 R 2212223=_ 辱(血 23 + t/222 +
3、J121 + J0 2)V2Vref _ 2铮+n2n2 + 宀緊丈乡权电阻网络D/A转换器的特点:优点：结构简单，电阻元件数较少;缺点：阻值相差较大，制造工艺复杂。d3二、R-2R倒T型电阻网络D/A转换电路(MSB)数字量输入(LSB)do1!1 11/1/On-22RRUrefdxnS2Si2R2RRf (R)模 拟 量 输 出求和点A+2R倒TSi电阻网络D/A转换器原理图电阻解码网络中，电阻只有R和2R两种，并构成倒T型电阻网络。当二 1时，相应的开关Sj接到求和点；当二0时，相应的开关接地。但由于虚 短，求和点和地相连，所以不论开关如何转向，电阻2R总是与地相连。这 样，倒T型网络
4、的各节点向上看和向右看的等效电阻都是2R, 整个网络的等 效输入电阻为R。倒T型电阻网络D/A转换器的特点：优点：电阻种类少，只有R和2R, 提高了制造精度;而且支路电流流入求和点不存在时间差，提高了转换 速度。应用：它是目 前集成D/A转换器中转换速度较高且 使用较多的一种，如8位D/A转换器DAC0832, 就是采 用倒T型电阻网络。解：由公式_Vref nT例已知倒置T型电阻网络DAC的UREF =20V, 试分别求出 八位DAC的最小(最低位为1时)输出电压Umin和最大输出 电压Uomax。= -|2xl = 0.08V得到八位 D4 3最小输出电压 化门仙I当数字量各位均为1日寸输
5、出电压最大，故，、位 D4 3最大输出电压为%ax= -|x(28-1) = 19.92V三、D/A转换器的主要技术指标1分辨率通常指分辨输出的最小电压与最大电压之比，即n位的D/A转换器分辨率为：分辨率=“ Nfsr 2 一 1例Uref =10V, 求8位的D/A转换器的分辨率。 分辨率= = 0.00428-1* 分辨出最小 OVx 0.004= 40m卩2.转换精度D/A转换器的转换精度是指实际输出电压与理论输出 电压之间的偏离程度。通常用最大误差与满量程输出电压之 比的百分数表示。3.线性度反映DAC实际转换曲线相对于理想转换直线的最大偏差，通常以占满量程的百分数表示。4.转换时间输
6、入数字信号起，到输出电流或电压达到稳态值所需要的 时间。输出建立时间一般为几纳秒到几微秒。转换器的分辨率是多少？分辨输出最小电压 为多少?I制作指导 8位集成DAC芯片DAC08321.电路框图及引脚说明i=(LSB)DeiQ Q八DQ砸*入1D/AD/A寄存越#转换券二DQ9-DQOVT2AGNDocDGND齊匚 烦匚 AGNDC 呷 D肚 wtc (LSBW,tDGNDD10201918n161514131211%3iER 冋 JDIj 3叫 3D/7(MSB) Mom 3DUT2CsWR片选信号输入， 写信号1输入端,低电平有效。低电平有效，该信号用于控V11 20%毎219】皿AOND
7、C3ISWjC417516职皿613；D/(LSB)D4714职u试8BJWj(MSB)912DONDC10 11制把夕卜部数据写入输入寄存器中。WRi :写信号2输入端，低电平有效。AGND、DGND:分别为模拟地和数字地，应连在一起。D0D7:为8位数字数据输入端。Uref： 基准电压输入端，电压范围为-10V+10V。Rfb反馈电阻引出端。IOLltl:电流输出1端，在DAC的电流输出转换为电压输 出时，该端应牙口运放的反相端一起连接。Iout2 电流输出2端，在DAC的电流输出转换为电压输 出时，该端应牙口运放的同相端一起接地。仪FER :为传送控制信号输入端，低电平有效。Ucc电源电
8、压，范围为+5+15V,+ 15V最佳。ILE：输入寄存器允许信号端，高电平有效。DAC0832的主要特性参数：分辨率为8位；电流稳定时间lus;可单缓冲、双缓冲或直扌妾数字输入; 只需在满量程下调整其线性度； 单一电源供电(+5V +15V)；低功耗，200mWo2.工作方式根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制：!方式,DAC0832有三种工作方式:直通方式.;缓冲方式。单缓冲方式和双;计数器的输出状态出，输出电压与参考电压给成正比。设计思路Q 两片74LS161构成8位二进制计数器, 在00000000 11111111 之间变化。(J) DAC0832将计数器输出的
9、 8 位二进制信息转换为模拟电 压。数模转换器28=256个模拟电压输出。(2)输出锯齿波的频率f和计数脉冲频率龙p的关系为: 耳 7/256。 外接的运放741将0832转换后的电流输出转换为电压输提示：请点击各图标观看。*安装与调试安装按正确方法插好IC芯片，连接线路。电路可以连接在自制的PCB (印刷电路板)上，也可以焊接在万芳皂板上,或通过“面包板”插接。调试(1) 在74LS161的脉冲输入CP端接信号源，将信号源的频率调为10 kHz 左右，幅度大于2 Vo 用示波器的一个探头测量CP信号，另一个探头依次 测量DAC0832的DI。DI?的波形，观察示波器上显示的两个波形的频率关
10、系。DI信号波形的频率应为CP的二分频，DI】的频率为CP的四分频，DI2 为CP的八分频，依次类推。测试正确，说明 由两片74LS161构成的八位二 进制计数器工作正常。(2)用示波器测量运放741的输出信号，记录输出波形的形状、频率和幅度。如果电路工作正常，其输出应为一个锯齿波。(3) 改变输入脉冲CP的频率，观察输出波形的频率变化；改变 数模转换器DAC0832第8脚Vref的大小，观察输出波形的幅值变化 情况。CPo10k Hz357P?9IrPo Pl p.p;CEP CET CLK PE MJTQiQ.Q；TC14H12FTT5DAC0832+5V74LS161+5V34567F0
11、T9 T cP。Pl巴P3CEP CET CLK PEMR14n12rr1317F13 R -T5 T6 _4 r67xfercsiDL+15V74LS161参考电路图WR1WR2ILElog lout.Rfbcf项目验收内容一：IC的识别与检测(6)(6)(1) 简述DAC0832.运放741等的功能。(2) 根据功能表简述其使用注意事项。内容二：项目功育岂测试(1) 分组汇报项目 的学习与制作情况。分组通电演示电路功矣皂并回答有关问题。(6)(6)(6)内容三：项目功策3则试因此被广泛（1） 权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，（X）D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压轴。（ X）D/A转换器的位数越多，能够分辨的最小输出电压变化量就越小。使用。(2)(3)D/A转换器的位数越多，转换精度越高。（(5)一个无符号8位数字量输入的DAC,其分辨率为8位。（一个无苻号4位权电阻DAC, 最低位处的电阻为40KQ,则最高位处电 阻为 10KQ。（ %
