A/D与D/A转换器仿真实验
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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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
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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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