基于OrCAD/PSpice的AD/DA轉(zhuǎn)換電路的解決方案

由圖3和圖4可知，在A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端加一模擬信號(hào)，其幅值為2.5V,周期為10us,加上直流偏移量為2.5V的正弦信號(hào)。經(jīng)過(guò)A/D器轉(zhuǎn)換之后得到一個(gè)12位的數(shù)字總線，其數(shù)值大小正好與模擬信號(hào)VI的幅度值對(duì)應(yīng)，即準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

(2)DA轉(zhuǎn)換電路的仿真與分析

D/A轉(zhuǎn)換電路原理圖如圖5所示：

由圖5可知，在D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端加了三個(gè)74161十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成一個(gè)12位的4096進(jìn)制計(jì)數(shù)器。在時(shí)鐘信號(hào)CLK作用下不斷完成D/A轉(zhuǎn)換的過(guò)程，由圖6可看出，在12位遞增計(jì)數(shù)器作用下，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出了從0V到滿量程5V的模擬鋸齒波形，即準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

(3)AD/DA轉(zhuǎn)換電路的聯(lián)合仿真與分析

A/D D/A轉(zhuǎn)換電路原理圖如圖7所示：

A/D D/A轉(zhuǎn)換電路仿真波形圖如圖8所示：

由圖7可知在A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入端輸入一個(gè)幅值為2.5V,周期為10us,加上直流偏移量為2.5V的正弦信號(hào)VI.經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換之后輸出12位的數(shù)字信號(hào)D[11:0],然后再把這12位的數(shù)字信號(hào)作為下一級(jí)D/A轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)輸入，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換之后輸出對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)VDA,最后再通過(guò)一個(gè)一階RC低通濾波器輸出平滑的正弦信號(hào)VO.由圖8可以看出，經(jīng)A/DD/A轉(zhuǎn)換器作用之后的模擬信號(hào)波形VO與轉(zhuǎn)換之前的正弦模擬信號(hào)VI基本一致。即準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)了整個(gè)模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換過(guò)程。

4.總結(jié)

A/D D/A轉(zhuǎn)換器的輸出結(jié)果值與輸入值之間往往會(huì)存在誤差，當(dāng)轉(zhuǎn)換精度越高，即數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換位數(shù)越寬，則轉(zhuǎn)換誤差越小。實(shí)際應(yīng)用中，往往在D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端加一低通濾波電路對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換后的階梯波形進(jìn)行濾波處理，使輸出波形變得更平滑，以接近實(shí)際模擬信號(hào)。結(jié)果證明，該方案解決了以往受傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備限制而難以驗(yàn)證的問(wèn)題，具有較大的實(shí)用性。