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，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。經(jīng)過A/D器轉(zhuǎn)換之后得到一個12位的數(shù)字總線，其數(shù)值大小正好與模擬信號VI的幅度值對應(yīng)，即準(zhǔn)確實現(xiàn)了模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程。

(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74161十六進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)成一個12位的4096進(jìn)制計數(shù)器。在時鐘信號CLK作用下不斷完成D/A轉(zhuǎn)換的過程，由圖6可看出，在12位遞增計數(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)確實現(xiàn)了數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換過程。

(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幅值為2.5V,周期為10us,加上直流偏移量為2.5V的正弦信號VI.經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換之后輸出12位的數(shù)字信號D[11:0],然后再把這12位的數(shù)字信號作為下一級D/A轉(zhuǎn)換器的輸入信號輸入，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換之后輸出對應(yīng)的模擬信號VDA,最后再通過一個一階RC低通濾波器輸出平滑的正弦信號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波形VO與轉(zhuǎn)換之前的正弦模擬信號VI基本一致。即準(zhǔn)確的實現(xiàn)了整個模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換過程。

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存在誤差，當(dāng)轉(zhuǎn)換精度越高，即數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換位數(shù)越寬，則轉(zhuǎn)換誤差越小。實際應(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，以接近實際模擬信號。結(jié)果證明，該方案解決了以往受傳統(tǒng)實驗儀器設(shè)備限制而難以驗證的問題，具有較大的實用性。