数模转换电路原理图（数模变换的步骤详解）

一、数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC）的基本原理

数字模拟转换器的基本原理是将输入的数字信号转换成模拟信号输出。具体思路是，首先将输入的二进制数按照位权的大小转换成与之成正比的电流值（I），然后将该电流再转换成模拟信号的电压输出（V），即D→I，I→V输出。

下图是实现数字模拟转换的电路框图：

数字模拟转换的特性图如下：

下图展示了三位二进制数字量输入和模拟量输出的关系：

图中最小增量VLSB表示输入数字量中最低位为“1”时的模拟电压大小。

二、四位倒T网络D/A转换器的特点

四位倒T网络D/A转换器的特点是只有两种电阻阻值，因此可以实现高精度转换。由于运放（操作放大器）的反相输入端为虚地，开关切换时流过支路的电流不变，只是流向反相输入端或地，所以没有过渡过程，转换速度非常快。

根据图可知，网络部分的总电阻为R，而流过参考电源VREF的总电流为：

而流过每一个节点的电流依次减半，即流过每一个支路的电流依次为：

当输入二进制数的某一位为高电平时，对应支路的电流流向反相输入端；反之，流向地。流向反相输入端的电流为：

又因为：

所以输出电压为：

当输入为n位数字量时：

当 R = Rf 时：

这种 D/A 转换器的典型产品是 AD7520（10 位的一片 D/A 转换器）

三、正负模拟量输出的 DAC 电路

当正负的数字量输入时，要求有正负的模拟量出。前面我们介绍过，一个正负数可以用补码表示。一个用补码输入的正、负数，如何转换成正、负输出的模拟量呢？

现以一个三位二进制补码为例加以说明，3 位二进制补码可以表示为从 +3 到 -4 之间的任何一个十进制整数。

三位二进制补码输入时与之对应的偏移码和 D/A 转换器输出间的关系表：

能得到双极性输出电压的电路如图，它是将补码输入后，最高位求反，并设置了偏移电路来实现双极型电压输出的。

电路说明：当输入补码 d2d1d0 = 000，偏移码 = 100 时，使

= 0。应调节 RB 的值，使 IB = IMSB = VB / RB，输出模拟电压为 0。

而在其它数字量输入的情况下，输出模拟量有：

，

式中的 Imax 为偏移码全为 1 时的总电流。

对 n 位的双极型 D/A 转换电路，则有：

输出模拟电压为：

四、集成 D/A 转换器 DAC0832 应用举例

特点：8 位分辨率，与 8 位微机兼容，价格低，接口简单，转换控制容易，电路为 R-2R T 型电阻网络结构等。

外形和内部电路如图：

D7～D0 是数字量输入端，VREF 外接参考电压，可正、可负。IO

UT1 和 IOUT2 是电流输出端，接运算放大器。内部

和

分别是两个寄存器的锁存控制端，当

由1变0时， D7～D0输入数据送入8位输入寄存器，当

由1变0时，8位输入寄存器的数据锁存至8位DAC寄存器，并使8位DAC转换器的输出发生相应的变化。

DAC0832与8031单片机连接电路：

其中，DAC0832的输入数字量以及转换所需的各控制信号都来自单片机8031。

电路进行两路D/A转换，实现双缓冲器的同步方式连接。其工作原理如下：CPU的P0口P0～P7分时向DAC0832(1)和DAC0832(2)送出要转换的数字量，锁存在各自的输入锁存器中，然后CPU同时向两片DAC0832发出转换控制信号，使两个D/A转换器输入寄存器中的数据打入DAC寄存器，实现同步转换输出模拟量。由于该DAC是电流型输出，用运放实现I/V转换，输出为模拟电压信号。电路采用二级运放放大。如果参考电压VREF为正电压时，第一级运放输出0～-5V模拟电压，而第二级输出-5V～+5V的模拟电压。