Digital-electronics 简明教程
DAC and ADC ICs
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。在另一方面，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 (Digital to Analog Converter) 和 ADC (Analog to Digital Converter) 在电子学的不同领域中发挥着重要作用，如通信、信号处理、计算技术、控制和自动化系统等等
随着技术的进步，我们能够以 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。本章旨在解释一些在电子电路和系统中常用的重要的 ADC 和 DAC IC
What are DAC and ADC ICs?
DAC 和 ADC ICs 是小型电子设备和集成电路，它们被用于电子学领域，分别将数字信号转换为模拟格式并将模拟信号转换为数字格式
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，并定时对它们进行采样。然后，它们将模拟输入信号的数字表示作为输出产生出来
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，并将它们的模拟表示作为输出产生出来
在多种不同类型的电子系统中，ADC 和 DAC IC 都是重要的组件，在这些系统中，在模拟和数字格式之间转换信号是至关重要的
Popular DAC and ADC ICs
以下是一些常用的 DAC 和 ADC IC，它们在各种电子应用中被广泛使用：
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ADC 0809（8 位 ADC IC）
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ICL 7109（12 位二进制 ADC IC）
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DAC 0808（8 位 DAC IC）
让我们详细讨论这些 ADC 和 DAC ICs ，以及它们的功能和应用
ADC 0809 IC
ADC 0809 IC 是一个模数转换器 IC。它是一个单片 CMOS 设备，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 IC 使用逐次逼近技术执行模数转换。它带有 28 引脚模压 IC 载体封装。ADC 0809 IC 的管脚图如下图所示
这款 IC 是广泛用于各种数字电子设备和基于微控制器的电路和系统中将模拟信号转换为其数字格式的一种 ADC IC
ADC 0809 IC 的一些主要特点列出如下——
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ADC 0809 IC 是一款 8 位模拟数字转换器 IC。因此，它可以使用 8 位分辨率或者 28 = 256 个可能的数字格式离散值表示模拟输入信号。
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ADC 0809 IC 可与所有微处理器轻松地连接。
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它不需要外部零或满量程调节。
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它还包含 8 通道单端模拟信号多路复用器。
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它可以按比率计量方式操作或使用 5 V 直流电压或模拟跨度调整电压基准。
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ADC 0809 IC 的输出符合 TTL 电压等级要求。
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ADC 0809 IC 的功耗低，通常为 15 mW，这使其最适合电池供电设备。
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它可以在 5 V 直流的单电源供电下支持 0 V 至 5V 输入模拟电压范围。
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它的转换时间大约为 100 µs。
ADC 0809 IC 是自动化、过程和机器控制、消费电子、汽车等各种应用中的理想器件。这里列出此 ADC IC 的一些常见应用——
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ADC 0809 IC 最常用于数据采集系统，将从传感器、转换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它们进行处理和分析。
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ADC 0809 IC 还用于仪表和控制工程领域的不同应用。它主要用于对温度、压力和电机控制等模拟信号进行精确测量和监测。
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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，然后用于自动化和监测控制和制造过程。
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ADC 0809 IC 还用于各种消费电子设备中，例如数字万用表、音频和音乐系统等，以便在模拟信号与数字电路之间提供接口。
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) 轻松地连接。
ICL 7109 IC 采用 40 引脚 IC 封装，其引脚配置关系图如图所示——
ICL 7109 ADC IC 的一些主要特点描述如下——
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ICL 7109 IC 是一款 12 位双斜率积分模拟数字转换器 IC。因此，它提供了 12 位的分辨率，使其能够以数字格式更高精度地表示模拟输入信号。
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ICL 7109 IC 为与微处理器交互提供了一种简单的接口。该功能使其非常适合需要使用诸如计算机之类的数字系统来处理或分析模拟信号的应用。
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ICL 7109 IC 还提供了与 UART（通用异步收发器/发送器）系统交互的功能。此功能允许与外部数字设备进行串行传输和通信。它还有一些控制线，如 RUN/(HOLD) 输入和 STATUS 输出，用于监控和控制转换时序。
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ICL 7109 IC 无需任何特殊的处理注意事项，因为所有输入都完全防静电放电。
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ICL 7109 IC 提供真正的差分输入和差分基准。它提供低噪声和高精度。
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ICL 7109 IC 的典型漂移小于 1 μV/°C。这确保了在不断变化的环境条件下模数转换的高精度。
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ICL 7109 IC 的功耗较低，使其非常适合电池供电设备。
ICL 7109 IC 是各种基于数字和微处理器的系统中常用的模数转换器 IC 之一。以下是一些 ICL 7109 IC 应用的常见示例 -
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ICL 7109 IC 通常用于需要将模拟信号准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中。
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由于 ICL 7109 IC 与通用异步收发器/发送器 (UART) 系统兼容。因此，它用于在行业标准 UART 之间进行接口，以便通过通信信道串行传输数字数据。
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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成数字数据，以便由微处理器和微控制器进行处理和控制。
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由于高精度和低功耗，ICL 7109 IC 最适合用于电池供电测试和测量仪器，其中需要精确测量模拟信号。
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ICL 7109 IC 也用于许多消费电子设备中，用于将模拟信号准确地转换成数字格式，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，设计用于将数字输入信号转换成其模拟表示。它是一种以高精度和低功耗数字模拟转换过程而闻名的单片 IC。
该 IC 采用 16 针双列直插 IC 封装。以下描述了 DAC 0808 IC 的引脚图。
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。
以下 DAC 0808 IC 的主要功能使其最适合在数字系统中使用 -
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DAC 0808 IC 的分辨率为 8 位。因此，它可以将数字输入信号精确地转换为模拟格式。它在数模转换中提供高精度。通常，它可以将数字信号转换成模拟格式，最大误差约为 $\pm 0.9 \\%$。
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DAC 0808 IC 产生满量程电流匹配，典型值为 $\pm 1$ LSB。此功能有助于保持输出电流中的相对精度。
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DAC 0808 IC 的建立时间快，典型值为 150 ns。因此，此 IC 可以调整其输出以在很短的时间内与所需的模拟电压匹配。
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DAC 0808 集成电路与 TTL 和 CMOS 设备均兼容。
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DAC 0808 集成电路具有高速乘法输入压摆率。因此，当数字输入发生变化时，它可以非常快速地改变其输出电压。通常情况下，DAC 0808 集成电路的压摆率为 8 mA/µs。
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DAC 0808 集成电路可在电源电压范围从 ±4.5 V 到 ±18 V 之间变化时工作。此特性使其可多功能地用于在不同电压等级下工作的系统。
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DAC 0808 集成电路功耗非常低。通常情况下，它在 ±5 V 工作电压下仅消耗 33 mW 功率。此特性使其适用于能源效率很重要的电池供电设备。
DAC 0808 集成电路广泛用于各个领域的各种应用中，例如音频信号处理、工业自动化和将数字信号转换为模拟电压的控制系统。下面给出了一些说明 DAC 0808 集成电路应用的关键示例：
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DAC 0808 集成电路非常常见地用于波形发生器，以从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，如正弦波、方波、三角波等。
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在仪器仪表和控制领域，DAC 0808 集成电路用于产生模拟信号，可用于校准、仿真和测试应用。
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DAC 0808 集成电路还用于电机控制电路，以从数字输入产生模拟电压信号。这些模拟输出信号随后用于操作电机驱动、执行器和伺服系统。
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DAC 0808 集成电路还用于各种音频系统中，例如音频回放系统、合成器、乐器、音频效果处理器等，以执行数字到模拟转换。
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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，用于控制和调节过程、操作阀门，并根据微控制器或 PLC 提供的数字输入调整系统变量。