数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量。
DA转换器
DA 转换器的内部电路构成无太大差异，一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。大多数DA转换器由电阻阵列和n个电流开关(或电压开关)构成。按数字输入值切换开关，产生比例于输入的电流(或电压)。此外，也有为了改善精度而把恒流源放入器件内部的。一般说来，由于电流开关的切换误差小，大多采用电流开关型电路，电流开关型电路如果直接输出生成的电流，则为电流输出型DA转换器。此外，电压开关型电路为直接输出电压型大功率控制器DA转换器。 1）电压输出型（如TLC5620）
电压输出型DA转换器虽有直接从电阻阵列输出电压的，但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载，由于无输出放大器部分的延迟，故常作为高速DA转换器使用。
2）电流输出型(虚拟架子鼓如THS5661A)
电流输出型DA转换器很少直接利用电流输出，大多外接电流—电压转换电路得到电压输出，后者有两种方法：一是只在输出引脚上接负载电阻而进行电流—电压转 换，二是外接运算放大器。用负载电阻进行电流—电压转换的方法，虽可在电流输出引脚上出现电压，但必须在规定的输出电压范围内使用，而且由于输出阻抗高， 所以一般外接运算放大器使用。此外，大部分CMOS DA转换器当输出电压不为零时不能正确动作，所以必须外接运算放大器。当外接运算放大器进行电流电压转换时，则电路构成基本上与内置放大器的电压输出型相同，这时由于在DA转换器的电流建立时间上加入了运算放大器的延迟，使响应变慢。此外，这种电路中运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振，有时必须作相位补偿。
3）乘算型（如AD7533）
DA转换器中有使用恒定基准电压的，也有在基准电压输入上加交流信号的，后者由于能得到数字输入和基准电压输入相乘的结果而输出，因而称为乘算型DA转换器。乘算 型DA转换器一般不仅可以进行乘法运算，而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对
输入信号进行调制的调制器使用。
4）一位DA转换器
一位DA转换器与前述转换方式全然不同，它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出，然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出(又称位流方式)，用于音频等场合。
另外，按照输入数字信号的方式又分为串行DA转换器和并行DA转换器。
DA转换器的主要技术指标
1）分辩率(Resolution) 指最小模拟输出量（对应数字量仅最低位为‘1’）与最大量（对应数字量所有有效位为‘1’）之比。
2）建立时间(Setting Time) 是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间，也可以认为是转换时间。DA中常用建立时间来描述其速度，而不是AD中常用的转换速率。一般地，电流输出DA建立时间较短，电压输出DA则较长。狐臭膏
其他指标还有线性度(Linearity)，转换精度，温度系数/漂移。
实验例程中采用的数模转换芯片为AD9764
AD9764属于TxDAC®系列高性能、低功耗CMOS数模转换器(DAC)的14位分辨率产品。TxDAC®系列由引脚兼容的8、10、12、14位DAC组成，并专门针对通信系统的发射信号路径进行了优化。所有器件都采用相同的接口选项、小型封装和引脚排列，因而可以根据性能、分辨率和成本，向上或向下选择适合的器件。AD9764提供出的交流和直流性能，同时支持最高125 MSPS的更新速率。
AD9764具有灵活的单电源工作电压范围（2.7 V至5.5 V）和低功耗特性，非常适合便携式和低功耗应用。通过降低满量程电流输出，可以将功耗进一步降至仅45 mW，而性能只是略有下降。此外，在省电模式下，待机功耗可降至约25 mW。
AD9764采用先进的CMOS工艺制造。分段电流源架构与专有开关技术相结合，可减小杂散分量，并增强了动态性能。该器件还集成边沿触发式输入锁存器和一个1.2 V温度补偿带隙基准电压源，可提供一个完整的单芯片DAC解决方案。灵活的电源选项支持+3 V和+5 V CMOS逻辑系列。
AD9764是一款电流输出DAC设备防护箱，标称满量程输出电流为20 mA平面涡卷弹簧，输出阻抗大于100 kΩ。它提供差分电流输出，以支持单端或差分应用。两路电流输出之间匹配可确保在差分输出配置中获得增强的动态性能。电流输出可以直接连至一个输出电阻，以提供两路互补的单端电压输出，或直接馈入变压器。可兼容输出电压范围为1.25 V。片内基准电压源和控制放大器经过配置，可获得最高的精度和灵活性。AD9764可以由片内基准电压驱动，也可以由各种不同的外部基准电压驱动。内部控制放大器提供宽(>10:1)调节范围，使AD9764的满量程电流可在2 mA至 20 mA范围内调节，同时保持出的动态性能。因此，AD9764能够以低功耗水平工作，或在20 dB范围内进行调节，进一步提供增益范围调整能力。
AD9764采用28引脚SOIC封装，额定温度范围为工业温度范围。
产生锯齿波例程
library IEEE;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
------------------------------------------------
--实体
entity da1_test is
port (
--时钟信号
clk:in STD_LOGIC ; --系统主时钟，可直接接晶振，与FPGA全局时钟相连
5182铝合金
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--DA信号
da1_clk:out std_logic; --给DA的时钟
da1_d:out std_logic_vector(13 downto 0) --给DA的数据,编码
);
end da1_test;
------------------------------------------------
--构造体
architecture topdesign_arch of da1_test is
------------------------------------------------
signal count_clk:std_logic_vector(13 downto 0);
------------------------------------------------
--主程序
begin
-------------------------------------------------
--da1_clk <=not clk; --给DA的时钟
da1_clk <=not count_clk(0); --给DA的时钟，40MHz
-------------------------------------------------
--信号处理主程序
dsp:process(clk)
begin
if clk'event and clk='1' then
-------------------------------------------------
count_clk<=count_clk+1;
da1_d<=count_clk(13 downto 0);
-------------------------------------------------
end if;
-------------------------------------------------
end process;
-------------------------------------------------
end topdesign_arch;
思考题
使用DA输出模块完成正弦信号发生器的设计，在示波器上显示正弦信号。
豫公网安备41160202000603
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