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毕业设计(论文)-Multisim2001电子电路设计--DAC电路设计.doc


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文档列表 文档介绍
XXX大学(学院)
毕业设计(论文)
题目:
姓名
学号
专业
年级
指导教师
完成时间
Multisim2001电子电路设计
-DAC电路设计
前言
在众多的EDA设计和仿真软件中,Multisim2001以其强大的仿真设计应用功能,在各高校电信类专业电子电路的仿真和设计中得到了较广泛的应用。Multisim2001及其相关库包的应用对提高学生的仿真设计能力,更新设计理念有较大的好处。
Multisim2001的前身EWB(电子实验平台)软件,最突出的特点是用户界面友好,各类器件和集成芯片丰富,尤其是其直观的虚拟仪表是Multisim2001的一大特色。Multisim所包含的虚拟仪表有:示波器,万用表,函数发生器,波特图图示仪,失真度分析仪,频谱分析仪,逻辑分析仪,网络分析仪等。而通常一个普通实验室是无法完全提供这些设备的。这些仪器的使用使仿真分析的操作更符合平时实验的****惯。
本次毕业设计主要是应用软件Multisim2001来仿真和设计DAC电路。
DAC电路简介
D/A转换器大致可以粗分为两大主流:一是多位元,另一个则是单位元。以发展时间的长短来说,多位元是在CD唱盘问世时就出现的,而第一代的1bit产品则是约在1990代初期才在市场上出现,但是多bit和1bit以结构上分析到底孰优孰劣?就多bit而言,它的优点是没有所谓的再量化的过程,因此噪音较低;除此之外,亦有较佳的动态表现。但传统的多bit在Low Level的情况有非线性失真人及过零失真(Zero Cross)的问题,若想克服需要使用非常复杂的电路结构,这就造成了多bitDAC晶片在追求高品质的目标下,同时也要负担高昂的代价。相对地以1 bitDAC它的优点是先天上就不存在过零失真的问题,类比波形的线性良好,再则生产成本较低,这就是市场上中低价位的CD player大量使用1 bitDAC的原因。然而1 bit DAC需要更高的频率的Clock,以及它在“再量化”的过程中会造成若干讯息失落,这也是它挤身Hi-End 的障碍。其实多bit DAC和1 bit DAC电路结构上最大的差异,只是在于是不是有“再量化”的这一个过程,两者之间的优劣比较也集中在这个问题上。
D/A的电路形式及工作原理
(1)权电阻DAC 权电阻DAC由基准电压、电子模拟开关、权电阻网络及求和放大器组成。权电阻DAC电路简单、直观,便于理解DAC的原理,但电阻网络中电阻种类太多且范围宽,这给保证转换的精度带来困难,同时集成也十分困难。因此目前单片集成DAC中,采用较为广泛的是R-2R倒T型电阻网络DAC电路。
(2)倒T型网络DAC 倒T型电阻网络特点是电阻种类少,只有R和2R两种。因此,它可以提高制作精度,而且在动态过程中对输出不易产生尖峰脉冲干扰,有效地减小了动态误差,提高了转换速度。倒T型电阻网络D/A转换器是目前转换速度较高且使用较多的一种。
由于模拟开关的存在,当流过各支路的电流稍有变化,或由于模拟开关电压降的差别,就会产生转换误差。为进一步提高D/A转换精度,可采用权电流型DAC。采用恒流源电路后,各支路权电流的大小均不受模拟开关导通电阻和压降的影响,这就降低了对模拟开关电路的要求,提高了转换精度。
D/A转换器的主要技术参数
转换特性:输入的是n位二进制数字信息B,输出的是与输入数字量成正比例的电压或电流。
转换时间:指数字量输入到转换输出稳定为止所需的时间。
线性度:当数字量变化时,D/A输出的电模拟量按比例关系变化的程度。模拟量输出偏离理想输出的最大值称为线性误差。
分辨率:电路所能分辨的最小输出电压增量ULSB与满刻度输出电压Um 之比。实际中有时也常常用位数来表示分辨率。
精度: 实际输出值与理论计算值之差。这种差值是由转换过程中的各种误差引起的,主要指静态误差,它包括以下几种(1)非线性误差(2)比例系数误差(3)漂移误差(4)转换时间
此外,还有输入低电平、电源电压范围、基准电压范围、温度系数等参数。
集成D/A转换器典型芯片---DAC0832
常用的集成D/A转换器有8位、10位、12位等,每种又可分为不同的型号。下面以DAC0832为例介绍集成D/A转换器的内部结构与外部特性。
(1)主要性能
      输入的数字量为8位;  采用CMOS工艺,所有引脚的逻辑电平与TTL兼容;   数字了输入可以采用双缓冲,单缓冲或直通方式; 转换时间:1us ;精度:±1LSB;分辨率:8位;单一电源,5V~15V,功耗20mW;参考电压:+10V~-10V。
(2)DAC0832的内部结构和引脚功能 
 DAC0832的内部结构框图和外部引脚参见图1。
① 内部结构 8位

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