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基于EWB的D/A數模轉換器的仿真設計方案

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發(fā)表于 2010-9-4 21:28:19 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
關(guān)鍵詞: D/A , EDA , EWB , 仿真設計
隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展,電子設計自動(dòng)化EDA)技術(shù)得到了廣泛的應用。EWB電子工作臺作為一種功能強大的EDA計算機輔助設計和仿真軟件,與其他電路仿真軟件相比較,具有功能全面、界面直觀(guān)、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。

DAC作為溝通模擬量和數字量的橋梁,在各種檢測、控制和信號處理等技術(shù)領(lǐng)域得到日益廣泛的應用。本文采用Electronics Workbench(EWB)構造了DAC的仿真模型,并給出了仿真結果。

1 仿真原理

DAC主要由模擬電子開(kāi)關(guān)、電阻解碼網(wǎng)絡(luò )、求和運算放大器和基準電壓源(或恒流源)組成,如圖1所示。位權網(wǎng)絡(luò )目前用得較多的是T形電阻網(wǎng)絡(luò ),一個(gè)D/A轉換器要使輸出的模擬電壓與輸入的數字量成正比。圖中,D是n位二進(jìn)制數,2個(gè)相鄰數所對應的輸出電壓之差稱(chēng)為最小可分辨電壓Δ。即Δ是 二進(jìn)制數D的最低有效位發(fā)生變化時(shí)所引起的輸出電壓的變化量,也是D的最低位代碼為1,其他位代碼為0時(shí)所對應的輸出電壓。YOM稱(chēng)為滿(mǎn)度輸出電壓,他是二進(jìn)制數D的所有代碼為1時(shí)所對應的輸出電壓。設D為n位二進(jìn)制數,則
D/A轉換原則是將輸入數字0的每一位代碼按其權值的大小轉換成所對應的電壓(等于最小可分辨電壓Δ乘以權值),然后進(jìn)行疊加,得到與D對應的輸出電壓VO:


2仿真分析

首先建立D/A轉換器的仿真模型,根據D/A轉換器的組成結構以及EWB的特點(diǎn),采用模塊化設計方法。

(1)用理想開(kāi)關(guān)元件建立的單個(gè)模擬開(kāi)關(guān)仿真,如圖2所示。數字位模擬開(kāi)關(guān)每一位數碼對應一個(gè)電子開(kāi)關(guān),若ai=1,則對應的開(kāi)關(guān)Si接基準電壓源VREF;若ai=0,則Si接地。



(2)采用74LS162作為加法計數產(chǎn)生器,用來(lái)產(chǎn)生D/A轉換所需的信號。

(3)求和電路由具有負反饋的運算放大器構成的。UF411具有高精度低功耗的特點(diǎn)。

利用二進(jìn)制計數器74LS162構成累加計數器,由真值表可知:他產(chǎn)生0000~1111循環(huán)計數,分別接入4個(gè)模擬電子開(kāi)關(guān),并按圖3所示連接組成DAC的仿真模型。




將時(shí)鐘信號提供給74LS162開(kāi)始計數,模擬開(kāi)關(guān)根據74LS162輸出的0或1信號決定此路電阻是否接入,由于采用的是累加計數,因此求和放大器的輸出波形,如圖4所示。

為了研究數字位數與性能指標的關(guān)系,選擇了4位、8位D/A轉換器進(jìn)行仿真,取基準電壓VREF為4 V,其最小可分辨電壓Δ分別為0.8 V和0.016 V,與理論計算結果相當一致。同時(shí)可以看出,D/A轉換器的位數越多,分辨率越高,且與基準電壓有關(guān)。

3 結語(yǔ)

本文從D/A轉換器的仿真原理出發(fā),給出了T形電阻網(wǎng)絡(luò )D/A轉換器仿真模型的構造方法,這種仿真模型的優(yōu)點(diǎn)是非常接近實(shí)際電路的工作過(guò)程,采用EWB對D/A轉換器做了進(jìn)一步的仿真模擬。

從仿真結果可以看出,EWB軟件能較好地對D/A的性能進(jìn)行系統仿真,與理論計算進(jìn)行對照,得出比較一致的結果,此仿真方法給出了清晰直觀(guān)的D/A轉換器的內部結構和工作過(guò)程,加深對基本概念的理解。對于數字邏輯電路的教學(xué)具有重要的意義,同時(shí)可望在系統優(yōu)化設計中得到廣泛應用。
沙發(fā)
發(fā)表于 2012-8-8 16:08:02 | 只看該作者
O(∩_∩)O謝謝
板凳
發(fā)表于 2013-2-12 08:08:24 | 只看該作者
受教育了。。。。。。。。。。。。。。。。!

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