DAC 和 ADC IC
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。DAC(数模转换器)和ADC(模数转换器)在电子的不同领域都发挥着重要作用，例如通信、信号处理、计算技术、控制和自动化系统等。
随着技术的进步，我们可以以 IC 或集成电路的形式设计和实现模数转换器和数模转换器。本章旨在解释电子电路和系统中常用的一些重要的 ADC 和 DAC IC。
什么是 DAC 和 ADC IC?
DAC 和 ADC IC 是电子领域中用于将数字信号转换为模拟格式和将模拟信号转换为数字格式的小型电子设备和集成电路。
ADC IC(模数转换器 IC)用于将模拟信号转换为数字格式。这些 IC 将模拟信号作为输入，并定期对其进行采样。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 IC，称为 DAC IC(数模转换器 IC)，用于将数字信号转换为模拟格式。因此，DAC IC 将数字信号作为输入，并产生模拟表示作为输出。
ADC 和 DAC IC 是几种不同类型的电子系统中的重要组成部分，在这些系统中，在模拟和数字格式之间转换信号至关重要。
流行的 DAC 和 ADC IC
以下是一些常用的 DAC 和 ADC IC，它们广泛用于各种电子应用 −
- ADC 0809(8 位 ADC IC)
- ICL 7109(12 位二进制 ADC IC)
- DAC 0808(8 位 DAC IC)
让我们详细讨论这些 ADC 和 DAC IC 及其功能和应用。
ADC 0809 IC
ADC 0809 IC 是一种模拟数字转换器 IC。它是一种单片 CMOS 设备，由一个 8 位模拟数字转换器、一个 8 位多路复用器和一个微处理兼容控制单元组成。
ADC 0809 IC 使用逐次逼近技术执行模拟数字转换。它采用 28 针模塑 IC 载体封装。 ADC 0809 IC 的引脚图如下图所示。
该 IC 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 IC 之一，用于将模拟信号转换为数字格式。
ADC 0809 IC 的特点
ADC 0809 IC 的一些主要特点如下所列 −
- ADC 0809 IC 是一个 8 位模拟数字转换器 IC。因此，它可以表示具有 8 位分辨率的模拟输入信号，或 28 = 256 个可能的数字离散值。
- ADC 0809 IC 可轻松与所有 微处理器连接。
- 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。
- 它可以按比例操作，也可以使用 5 V DC 电压或模拟跨度调整电压参考。
- ADC 0809 IC 的输出符合 TTL 电压电平要求。
- ADC 0809 IC 可以低功耗运行，通常为 15 mW，这使其最适合电池供电的设备。
- 它可以支持 0 V 至 5V 的输入模拟电压范围，单电源为 5 V DC。
- 其转换时间约为 100 µs。
ADC 0809 IC 的应用
ADC 0809 IC 是自动化、过程和机器控制、消费电子、汽车等各种应用的理想设备。此 ADC IC 的一些常见应用列于此处 −
- ADC 0809 IC 最常用于数据采集系统，用于将从传感器、换能器和其他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 IC 还用于仪器仪表和控制工程领域的不同应用。它主要用于精确测量和监控温度、压力和电机控制等模拟信号。
- 在工业自动化领域，ADC 0809 IC 用于模拟过程和控制信号的数字化，然后用于控制和制造过程的自动化和监控。
- ADC 0809 IC 还用于各种消费电子设备，如数字万用表、音频和音乐系统等，用于提供模拟信号和数字电路之间的接口。
ICL 7109 IC
ICL 7109 IC 是一款单片 12 位模拟数字转换器 (ADC) IC，主要用于轻松与基于微处理器的系统和通用异步接收器-发送器 (UART) 接口。
ICL 7109 IC 采用 40 引脚 IC 封装，其引脚配置图如下图所示 −
ICL 7109 IC 的特点
ICL 7109 ADC IC 的一些主要特点如下所述 −
- ICL 7109 IC 是一款 12 位双斜率积分模拟数字转换器 IC。因此，它提供 12 位的分辨率，使其能够以更高的精度以数字格式表示模拟输入信号。
- ICL 7109 IC 可轻松与微处理器进行接口。此功能使其非常适合需要使用计算机等数字系统处理或分析模拟信号的应用。
- ICL 7109 IC 还提供与 UART(通用异步接收器/发送器)系统接口的功能。此功能允许串行数据传输和与外部数字设备通信。它还有一些控制线，如 RUN/(HOLD) 输入和 STATUS 输出，可用于监视和控制转换时序。
- ICL 7109 IC 不需要任何特殊的处理预防措施，因为它的所有输入都完全受到静电放电保护。
- ICL 7109 IC 提供真正的差分输入和差分参考。它提供低噪音和高精度。
- ICL 7109 IC 提供低漂移，通常小于 1 μV/°C。这确保了在不同环境条件下模拟到数字转换的高精度。
- ICL 7109 IC 消耗较少的功率，使其非常适合电池供电的设备。
ICL 7109 IC 的应用
ICL 7109 IC 是各种数字和基于微处理器的系统中常用的模拟到数字转换器 IC 之一。以下是 ICL 7109 IC 的一些常见应用示例 −
- ICL 7109 IC 通常用于需要将模拟信号精确且高性能地转换为数字格式的数字系统。它广泛用于工业监控、仪器仪表和科学测量系统。
- 由于 ICL 7109 IC 与通用异步接收器/发送器 (UART) 系统兼容。因此，它用于行业标准 UART 之间的接口，以便通过通信信道串行传输数字数据。
- 在工业自动化和控制系统中，ICL 7109 IC 用于将模拟过程和控制信号转换为数字数据，以供微处理器和微控制器处理和控制。
- 由于精度高、功耗低，ICL 7109 IC 最适合用于电池供电的测试和测量仪器，这些仪器需要精确测量模拟信号。
- ICL 7109 IC 还用于众多消费电子设备中，用于将模拟信号准确地转换为数字格式，这对于设备的正常运行至关重要。
DAC 0808 IC
DAC 0808 IC 是一款 8 位数模转换器 IC，旨在将数字输入信号转换为模拟表示。它是一种单片 IC，以数模转换过程中的高精度和低功耗而闻名。
该 IC 采用双列直插式 IC 封装，有 16 个引脚。以下描述了 DAC 0808 IC 的引脚图。
由于其具有高精度、低功耗和快速稳定时间等特点，它通常用于基于微控制器和其他数字电子系统。
DAC 0808 IC 的特点
以下是 DAC 0808 IC 的主要特点，使其最适合用于数字系统 −
- DAC 0808 IC 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，它可以将数字信号转换为模拟格式，最大误差约为 $\mathrm{\pm 0.9 \%}$。
- DAC 0808 IC 产生满量程电流匹配，通常为 $\mathrm{\pm 1}$ LSB。此功能有助于保持输出电流的相对精度。
- DAC 0808 IC 具有快速稳定时间，通常为 150 ns。因此，该 IC 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 IC 与 TTL 和 CMOS 设备兼容。
- DAC 0808 IC 具有高速乘法输入斜率。因此，当数字输入发生变化时，它可以非常快地改变其输出电压。通常，DAC 0808 IC 的转换速率为 8 mA/µs。
- DAC 0808 IC 可在 $\mathrm{\pm 4.5}$ V 至 $\mathrm{\pm 18}$ V 的电源电压范围内工作。此功能使其可灵活用于在不同电压水平下运行的系统。
- DAC 0808 IC 功耗极低。通常，在工作电压为 $\mathrm{\pm 5}$ V 时，它仅消耗 33 mW 的功率。此功能使其适合用于对能源效率至关重要的电池供电设备。
DAC 0808 IC 的应用
DAC 0808 IC 广泛应用于不同领域的各种应用，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。下面给出了一些说明 DAC 0808 IC 应用的关键示例 −
- DAC 0808 IC 非常常用于波形发生器，以从数字输入数据产生模拟输出电压。它使我们能够产生各种类型的波形，如正弦波、方波、三角波等。
- 在仪器仪表和控制领域，DAC 0808 IC 用于产生可用于校准、模拟和测试应用的模拟信号。
- DAC 0808 IC 还用于电机控制电路，从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 IC 还用于各种音频系统，如音频播放系统、合成器、乐器、音效处理器等，以执行数模转换。
- 在工业自动化和控制系统中，DAC 0808 IC 用于产生模拟信号，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 IC，可根据应用的具体要求使用。在本章中，我们解释了一些流行类型的 DAC 和 ADC IC 的引脚图、主要功能和应用。
总之，DAC IC 是一种数模转换器芯片，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 IC 是一种模数转换器芯片，可将模拟输入信号转换为数字输出信号。这些 IC 的设计使其与各种数字系统和低功耗设备兼容。
