基于OrCAD/PSpice的AD/DA转换电路的解决方案

作者：时间：2013-10-01来源：网络收藏

1.引言

本文引用地址：http://www.amcfsurvey.com/article/174636.htm

随着数字技术，特别是计算机技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测领域中，信号的处理无处不在。自然界中的物理量，例如压力、温度、位移、等都是模拟量。

要对这些物理量进行控制和检测，往往需要一种能在模拟信号与数字信号之间起转换作用的电路--模数转换器和数模转换器。A/D D/A转换器在电子线路中的应用十分广泛，它沟通了整个电子领域中的模拟域和数字域。但在A/DD/A转换器的实验教学过程中，由于受传统实验设备的限制，很难对其实际工作过程进行有效的分析与验证。OrCAD/PSpice提供了一个虚拟实验平台，它克服了传统电子元器件、仪器设备的限制，包含非常丰富的电子元器件库，并且提供功能强大的多种仿真分析功能，本文利用其瞬态分析功能，在A/D和D/A转换电路的仿真与分析中，很好地捕捉和展现出各种时域暂态的数字信号和相应模拟电压波形，能帮助学生熟悉和快速掌握先进的电路实验方法和技能。

2.A/D D/A转换电路基本原理

(1)AD转换电路基本原理

A/D转换器是用来将模拟信号转换成一组相应的二进制数字量输出。图1为8位逐次比较型A/D转换器框图。它由控制逻辑电路、数据寄存器、移位寄存器、D/A转换器及电压比较器组成。

电路启动后，第一个CP将移位寄存器置为10000000,该数字经数据寄存器送入D/A转换器。输入模拟电压Vi首先与10000000所对应的电压Vref/2相比较，如果Vi>=Vref/2,则比较器输出为1,否则输出为0,此结果存于数据寄存器的D7位;第二个CP使移位寄存器为01000000.如果最高位已存1,则此时D/A转换器的输出电压Vo'=3Vref/4,Vi再与3Vref/4相比较，如果Vi>=3Vref/4,则次高位D6存1,否则存0;如果最高位为0,则Vo'=3Vref/4,Vi与Vo'

比较，如果Vi>=3Vref/4,则数据寄存器的D6存1,否则存0……依此类推，逐次比较得到输出数字量为止，这就是8位逐次比较型A/D转换器的基本工作原理。

输出数字量与输入模拟量之间的一般关系式为：