数字电路实验指导书

运算放大器的输出

该式表明，输入数字量被转换成模拟电压Vo，它们之间存在一定的比例关系，比例系数为

当Rf=R时，系数为VREF／2n。

本实验选用的数—模转换器是DAC0808。它具有功耗低(350mW)、速度快(稳定时间为150nS)、价格低及使用方便等特点。DAC0808本身不包括运算放大器，使用时需外接运算放大器。

其典型应用电路如图5.24.2所示。输出电压

其基本参数为：

电源电压Vcc=+4.5～+18 V，典型值为+5 V， VEE=-4.5～18 V，典型值为 -15 V；输出电压范围-10～+18 V；参考电压VREF(+)max=+18 V；恒流源电流Io= ≤5mA。

DAC0808的输出形式是电流，一般可达2 mA。外接运算放大器后，可将其转换为电压输出。若输入二进制码为偏移码，则可接成如图5.24.3所示的双极性输出应用电路。其输出

在输入10000000时，调节Vs或RS。，使Vo=0，则输出电压就能反映输入双极性数字量的大小。

D/A转换器还可以构成计数斜坡A/D转换器，将模拟信号转换成数字信号输出，这也是数字电压表的电路形式之一。

DAC0808的原理图和外引线排列图分别如图5.24.4和图5.24.5所示。 2．D/A转换器技术指标

1 (1)分辨率：二进制数码的最低位确定的输出电压最小增量。DAC0808的分辨率为256,即0.39％；当VREF=10V时，分辨率为39mV。分辨率还可用输入数码的有效位数表示。位数愈多，则分辨率愈高，输出模拟量电压愈接近参考电压，转换误差愈小。

(2)线性度：DAC实际传输特性曲线与它的平均传输特性曲线的最大偏差。它可用该偏差相对于满刻度电压的百分比表示，也可用数字量最低有效位的位数LSB来表示。一般应小于：

25

±1线性度仅仅取决于DAC内部电阻元件的准确度，是固有参数。DAC0808的最大误2LSB。差为±0.19％。

(3)绝对精度：对应于给定的满刻度数字量，实际的模拟输出电压与理想的输出电压之间的差值。DAC0808的最大满刻度偏差为±1LSB。

(4)转换时间：当转换器的输入变化为满刻度值时，其输出达到稳定值所需的时间为转换时间，也称建立时间。DAC0808的转换时间为150ns。 四、实验内容

1．实验电路见图5.24.2。按表5.24.1内容依次输入数字量，用数字万用表测出相应的输出模拟电压Vo记入表中。

表5.24.1 DAC0808静态测试

2. 参照图5.24.6所示阶梯波产生器原理图。将二进制计数器74LS16l的输出Q3、Q2、Q1、Q0由高到低，对应接到DAC0808数字输入端的高4位D7、D6、D5、D4，低4位输入端D3、D2、D1、D0接地。74LS161的CP选用1 kHz方波。在示波器上观察和记录DAC0808输出端的电压波形。

3．利用可编程补码计数器的编程输入方法，改变计数进制，观察波形的变化情况。 五、实验报告要求

1．记录D/A转换器静态测试中的数据，并与理论值比较。 2．对应描绘CP波形和阶梯波产生器的输出波形。

3．描绘可编程补码计数器为十进制时的阶梯波产生器的输出波形。 六、思考题

1．给一个8位D/A转换器输入二进制数10000000时，其输出电压为5V。问：如果输入二进制数00000001和11001101时，D/A转换器的输出模拟电压分别为何值?

2．图5.24.6中，如果将74LS161的Q3、Q2、Q1、Q0输出由高到低对应接到DAC0808的高4位时，将会在示波器上看到什么样的波形？

26

3．如果输入信号频率由1 kHz增至10kHz，那么输出波形会有什么变化? 七、注意事项

注意DAC0808的电源极性，Vcc=+5V，VEE=-15V，不得接错。 八、实验元、器件

D/A转换器 DAC0808 1片， 计数器 74LS161 1片， 电阻 5 k 3只，2.4k 电 容 0.01μF 1只

*************************************************************************** 8位DAC0832应用参考电路：

27

根据模拟电路中的线性稳压电路的工作原理：只要差分放大器的采样端直接接Vo时，此时输出电压就等于输入的基准电压。

若将DAC电路的电压输出接到基准电压端，当做稳压电源的基准电压，则这个稳压电源就变成为由DAC的输入数据控制的数控电压源；即数控稳压电源。

这个数控稳压电源的控制数据，可以由二进制数据开关进行设置，也可以由计数器或单片机产生。

28