转换器应用

8.1.4　D/A转换器应用

DAC的应用十分广泛，利用DAC的模拟输出按照输入二进制变化的特点，可以构造任意波形、幅度和频率的信号发生器，也可用DAC来构成A/D转化器。

1．函数信号发生器

利用DAC可以产生任意波形、幅度和频率的信号，如三角波、方波、函数波等。设计信号发生器时，一般可根据所需频率和幅度生产一个周期的数据，然后循环输出该周期数据即可。如果DAC速度允许，应尽可能使数据间隔小，这样可使输出波形比较平滑。

在利用DAC实现函数发生器时，需要将函数的电压或电流值转换为DAC的量化阶梯，即DAC芯片是根据输入的量化阶梯进行转换，转换的方法为：

量化阶梯=2^DAC位数/参考电压

例如，DAC0832芯片，若Vref=5V，需产生的函数为y=A×sin(ωt)，则在程序中应按y=256/5×A×sin(ωt)进行计算。

另外，在函数发生器设计中，还需要确定产生函数的周期，其方法是检测函数的过0的情况来判断其函数的周期大小。

例8-2　在如图8.6所示的DAC电路中，设，产生Y=2×cos（200t）×sin（100t）的函数信号程序。

图8.6　DAC0832 D/A转换电路

如图8.6所示DAC连接线路也是一个单极性输出电路，因此在输出连续信号波时必须将整个电平平移。由于V_REF=5V，所以对应的函数应为256/5×2cos(200t)×sin(100t)，而该函数输出周期为18，所以输出程序如下：

用DAC来虚拟信号发生器时，关键是精确的输出频率（或周期）的确定，在本书所给的例子中均未采用精确的频率处理，实际上可利用8253产生精确的时间定时，再输出对应的信号的Y值即可实现。

2．A/D转换器

用DAC来构成ADC的应用情况较少，图8.7示出了DAC构成ADC的一种应用方法。这种方法对于从事实际应用开发的用户没有实际价值，但作为芯片生产厂商可利用该方法制造ADC芯片。

电路的原理为：二进制数经DAC0832转换为模拟量，该模拟量与被测信号（模拟量）在比较器LM710进行比较，由比较结果去调整输入到DAC0832的数字量。当某一数字量经DAC0832转换的模拟量大于被测信号时，则认为该数字不合适，就去掉它，即该位置0；若转换模拟量小于被测信号，该位就保留，该位置1，如此逐次比较，直到N次（数字量的位数）为止。最后，在DAC0832输入端被保留下来的二进制数据就是对应于被测信号的数字量，这种方法也称为逐次比较A/D转换器，由于每次送出的比较数字量是前次的一半，所以也称为二分搜索法。

图8.7　DAC构成ADC的原理图

根据上述A/D转换原理，其A/D转换控制程序如下：