数模转换器和模数转换器集成电路

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数模转换器是一种将数字信号转换为模拟格式的电子设备。另一方面，模数转换器是一种将模拟信号转换为数字格式的电子设备。数模转换器 (DAC) 和模数转换器 (ADC) 在通信、信号处理、计算技术、控制和自动化系统等不同电子领域都发挥着重要作用。

随着技术的进步，我们可以设计和实现模拟到数字转换器和数字到模拟转换器，形式为集成电路 (IC)。本章旨在解释一些常用电子电路和系统中常用的重要的ADC和DAC集成电路。

什么是DAC和ADC集成电路？

DAC 和ADC集成电路是小型电子器件和集成电路，用于电子领域，分别将数字信号转换为模拟格式和模拟信号转换为数字格式。

ADC集成电路（模数转换器集成电路）用于将模拟信号转换为数字格式。这些集成电路以模拟信号作为输入，并以规则的时间间隔对它们进行采样。然后，它们产生模拟输入信号的数字表示作为输出。

还有另一种类型的集成电路称为DAC集成电路（数模转换器集成电路），用于将数字信号转换为模拟格式。因此，DAC集成电路以数字信号作为输入，并产生其模拟表示作为输出。

ADC和DAC集成电路是几种不同类型的电子系统中的重要组件，在这些系统中，在模拟格式和数字格式之间转换信号至关重要。

常用的DAC和ADC集成电路

以下是广泛用于各种电子应用中的一些常用DAC和ADC集成电路：

• ADC 0809（8位ADC集成电路）
• ICL 7109（12位二进制ADC集成电路）
• DAC 0808（8位DAC集成电路）

让我们详细讨论这些ADC和DAC集成电路，以及它们的特性和应用。

ADC 0809集成电路

ADC 0809集成电路是模数转换器集成电路。它是一种单片CMOS器件，由一个8位模数转换器、一个8位多路复用器和一个与微处理器兼容的控制单元组成。

ADC 0809集成电路使用逐次逼近技术进行模数转换。它采用28引脚模制集成电路载体封装。ADC 0809集成电路的引脚图如下所示。（此处应插入图片）

该集成电路是各种数字电子和基于微控制器的电路和系统中广泛使用的ADC集成电路之一，用于将模拟信号转换为数字格式。

ADC 0809集成电路的特性

以下是ADC 0809集成电路的一些关键特性：

• ADC 0809集成电路是一个8位模数转换器集成电路。因此，它可以以8位或2⁸ = 256个可能的离散值的分辨率表示模拟输入信号的数字格式。
• ADC 0809集成电路提供与所有微处理器的轻松接口。
• 它不需要外部零点或满量程调整。
• 它还包含一个8通道单端模拟信号多路复用器。
• 它可以按比例工作，也可以使用5V直流电压或模拟跨度调整电压基准。
• ADC 0809集成电路的输出满足TTL电压电平要求。
• ADC 0809集成电路功耗低，通常为15mW，使其非常适合电池供电设备。
• 它可以支持0V至5V的输入模拟电压范围，单电源为5V直流。
• 它的转换时间约为100 µs。

ADC 0809集成电路的应用

ADC 0809集成电路是各种应用中的理想器件，例如自动化、过程和机器控制、消费电子产品、汽车等。此处列出该ADC集成电路的一些常见应用：

• ADC 0809集成电路最常用于数据采集系统，用于将从传感器、传感器和其它模拟测量设备接收到的模拟输入信号转换为数字格式，以便使用数字系统对其进行处理和分析。
• ADC 0809集成电路还用于仪表和控制工程领域的各种应用中。它主要用于精确测量和监控模拟信号，如温度、压力和电机控制。
• 在工业自动化领域，ADC 0809集成电路用于对模拟过程和控制信号进行数字化，然后将其用于自动化和监控控制和制造过程。
• ADC 0809集成电路还用于各种消费电子设备，例如数字万用表、音频和音乐系统等，用于在模拟信号和数字电路之间提供接口。

ICL 7109集成电路

ICL 7109集成电路是一种单片12位模数转换器(ADC)集成电路，主要设计用于与基于微处理器的系统和通用异步收发器(UART)轻松接口。

ICL 7109集成电路采用40引脚集成电路封装，其引脚配置图如下所示。（此处应插入图片）

ICL 7109集成电路的特性

以下是ICL 7109 ADC集成电路的一些关键特性：

• ICL 7109集成电路是一个12位双斜率积分模数转换器集成电路。因此，它提供12位分辨率，使其能够以更高的精度将模拟输入信号表示为数字格式。
• ICL 7109集成电路提供与微处理器的轻松接口。此功能使其非常适合需要使用数字系统（如计算机）处理或分析模拟信号的应用。
• ICL 7109集成电路还提供与UART（通用异步收发器）系统的接口功能。此功能允许与外部数字设备进行串行数据传输和通信。它还具有一些控制线，例如RUN/(HOLD)’输入和STATUS输出，可用于监控和控制转换时序。
• ICL 7109 集成电路无需任何特殊的处理预防措施，因为其所有输入端都具有全面的静电放电保护。
• ICL 7109 集成电路提供真正的差分输入和差分参考。它具有低噪声和高精度特性。
• ICL 7109 集成电路具有低漂移特性，典型值小于 1 μV/°C。这确保了在不同的环境条件下进行模数转换的高精度。
• ICL 7109 集成电路功耗低，使其非常适合电池供电的设备。

ICL 7109 集成电路的应用

ICL 7109 集成电路是各种数字和微处理器系统中常用的模数转换器集成电路之一。以下是 ICL 7109 集成电路的一些常见应用示例：

• ICL 7109 集成电路通常用于需要将模拟信号精确且高效地转换为数字格式的数字系统中。它广泛应用于工业监控、仪表和科学测量系统。
• 由于 ICL 7109 集成电路与通用异步收发器 (UART) 系统兼容，因此它用于在工业标准 UART 之间进行接口，以便通过通信通道串行传输数字数据。
• 在工业自动化和控制系统中，ICL 7109 集成电路用于将模拟过程和控制信号转换为数字数据，以便由微处理器和微控制器进行处理和控制。
• 由于精度高且功耗低，ICL 7109 集成电路非常适合用于电池供电的测试和测量仪器中，在这些仪器中需要精确测量模拟信号。
• ICL 7109 集成电路还用于许多消费电子设备中，用于精确地将模拟信号转换为数字格式，这对设备的正常运行至关重要。

DAC 0808 集成电路

DAC 0808 集成电路是一款 8 位数模转换器集成电路，用于将数字输入信号转换为其模拟表示。它是一款单片集成电路，以其在数模转换过程中的高精度和低功耗而闻名。

该集成电路采用 16 引脚双列直插式集成电路封装。下图显示了 DAC 0808 集成电路的引脚图。（此处应插入引脚图）

由于其高精度、低功耗和快速建立时间等特性，它通常用于基于微控制器的和其他数字电子系统中。

DAC 0808 集成电路的特性

以下是 DAC 0808 集成电路的关键特性，使其非常适合在数字系统中使用：

• DAC 0808 集成电路的分辨率为 8 位。因此，它可以精确地将数字输入信号转换为模拟格式。它在数模转换中提供高精度。通常情况下，它可以将数字信号转换为模拟格式，最大误差约为 ±0.9%。
• DAC 0808 集成电路产生全量程电流匹配，通常为 ±1 LSB。此特性有助于保持输出电流的相对精度。
• DAC 0808 集成电路具有快速的建立时间，通常为 150 ns。因此，该集成电路可以在很短的时间内调整其输出以匹配所需的模拟电压。
• DAC 0808 集成电路与 TTL 和 CMOS 器件兼容。
• DAC 0808 集成电路具有高速乘法输入压摆率。因此，当其数字输入发生变化时，它可以非常快速地改变其输出电压。通常，DAC 0808 集成电路的压摆率为 8 mA/μs。
• DAC 0808 集成电路的工作电源电压范围为 ±4.5 V 至 ±18 V。此特性使其能够灵活地用于不同电压等级的系统中。
• DAC 0808 集成电路功耗非常低。通常情况下，在 ±5 V 的工作电压下，其功耗仅为 33 mW。此特性使其适用于电池供电的设备，在这些设备中，能源效率至关重要。

DAC 0808 集成电路的应用

DAC 0808 集成电路广泛应用于各个领域的各种应用中，例如音频信号处理、工业自动化和控制系统，用于将数字信号转换为模拟电压。以下是一些说明 DAC 0808 集成电路应用的关键示例：

• DAC 0808 集成电路非常常用在波形发生器中，用于根据数字输入数据产生模拟输出电压。它允许我们产生各种类型的波形，例如正弦波、方波、三角波等。
• 在仪表和控制领域，DAC 0808 集成电路用于产生模拟信号，这些信号可用于校准、仿真和测试应用。
• DAC 0808 集成电路也用于电机控制电路中，用于根据数字输入产生模拟电压信号。然后，这些模拟输出信号用于操作电机驱动器、执行器和伺服系统。
• DAC 0808 集成电路还用于各种音频系统中，例如音频播放系统、合成器、乐器、音频效果处理器等，以执行数模转换。
• 在工业自动化和控制系统中，DAC 0808 集成电路用于产生模拟信号，这些信号用于控制和调节过程、操作阀门以及根据微控制器或 PLC 提供的数字输入调整系统变量。

结论

市场上有几种不同的 ADC 和 DAC 集成电路，根据应用的具体要求使用。在本章中，我们解释了某些常用类型 DAC 和 ADC 集成电路的引脚图、关键特性和应用。

总之，DAC 集成电路是一种数模转换芯片，可以非常快速高效地将数字输入信号转换为模拟输出电压。另一方面，ADC 集成电路是一种模数转换芯片，用于将模拟输入信号转换为数字输出信号。这些集成电路的设计使其与各种数字系统和低功耗设备兼容。