EDA电子设计自动化讨论题模板

《电子设计自动化》讨论题（二）

1、试用集成DAC和ADC设计一个将正弦波转换为数字量,又能将数字量转换为模拟量转换电路。

要求:（1）设计电路并仿真分析ADC输入模拟信号和DAC输出模拟信号波形,对两波开进行对比,说明波形改变规律;（30分）
（2）说明采取DAC和ADC集成器件作用及各管脚功效;（30分）
（3）说明仿真分析中所采取仪表（如示波器、信号发生器）设置（截图说明）。（40分）
解:依据题目要求我们设计了一下电路,图2-1所表示:

图2-1 基于ADC和VDAC8A/D转换和D/A转换仿真电路
基于ADC和VDAC8A/D转换D/A转换仿真电路如上图2-1所表示,在电路中采取有效值5V、频率为500Hz正弦交流信号,为了对比仿真结果,在ADC输入信号中叠加了一个5V信号。同时在电路中采取滑动变阻器组成一个分压电路,经过滑动滑动变阻器触头,改变R1输入电阻,即可改变输入模拟信号大小,ADC输出高4位和低4位分别接1个数码管,显示输入模拟信号转换结果。

该电路将ADC输出信号接到VDAC8输入端,实际是将ADC输入模拟信号优异行A/D变换,然后进行D/A转换。在电路中利用双示踪示波器对源信号和DAC输出信号进行观察比较,将示波器A通道接在ADC模拟信号输入端,B通道接在VDAC8模拟信号输出端。

在仿真电路中,为了便于观察仿真结果,能够加紧仿真速度,双击函数发生器,打开参数设置对话框,图2-2所表示,设置信号频率为50KHz。双击VDAC8图标,打开参数设置对话框,图2-3所表示,设置数字高低电平电压阈值。

图2-2 函数发生器参数设置

图2-3 VDAC8数字高低电平电压阈值设置
按下仿真开关,ADC输出结果即数码管显示数值不停改变,打开双通道示波器,ADC输入模拟信号,VDAC8数模转换输出模拟信号波形图2-4所表示:

图2-4 ADC输入模拟信号和VDAC8输出模拟信号波形
该电路将ADC输出数字信号接到VDAC8输入端,实际是将ADC输入模拟信号优异行A/D变换,然后进行D/A转换。由图2-4ADC输入模拟信号和VADC8输出模拟信号波形可知,输出信号和输入信号频率基础上不变,不过受转换电路影响,输出信号幅值和精度和源信号相比,产生了部分改变。深入结合示波器导出数据部分截图图2-5,我们能够知道输出模拟信号幅值比输入模拟信号幅值要小,输入幅值为7.0711V,而输出信号幅值为6.0156V,而且还存在失真现象,输出信号精度也没有输入模拟信号精度高,不过二者频率基础上没有发生改变。

（1） 本电路采取ADC和VDAC8集成器件作用及各管脚功效介绍: ①ADC集成器件（图2-6、2-7）作用及各管脚功效介绍:
ADC关键功效是将输入模拟信号转换成8位数字信号输出,其输入- 输出说明以下:
●Vin:模拟电压信号输入端子。

图2-5示波器导出数据部分截图
●Verf+、Verf-:参考电压“+”、“—”端子,接直流参考源正极和负极, ADC输入模拟信号范围不能超出该参考电压,正负极电压差也是ADC转换精 度决定原因之一。

●SOC:转换开启信号端,该端口电平从低电平变成高电平时,转换开始,即 SOC转换开启端上升沿有效开启。

●EOC:转换结束标志位输出端,高电平表示转换结束,软件清零。

●OE:输出许可端,可和EOC接在一起。

●D0---D7:数字信号输出端。

②VDAC8集成器件（图2-8）作用及各管脚功效介绍:
电压型DAC（即VDAC8）是一个8位电压输出数模转换器。输出范围能够从0到1.020V（4mV/位）或从0到4.08V（16mV/位）。VDAC8能够经过硬件、软件或使用硬件和软件组合进行控制。它关键功效是将输入8位数字信

号转换成模拟信号输出,其输入-输出说明以下:
●D0---D7:数字电压信号输入端子。

●Verf+、Verf-:参考电压“+”、“—”端子,接直流参考源正极和负极,DAC输入数字信号范围不能超出该参考电压,正负极电压差也是VDAC8转换精度决定原因之一。

●Output:模拟信号输出端。

图2-8VDAC8

图2-7 ADC（2）
（2） 仿真分析中所采取仪表参数设置情况:
①函数信号发生器参数设置情况图2-9所表示:选择矩形波,为了加紧仿真速 度设置频率50KHz,占空比50%,振幅5Vp,偏移5V。

图2-9函数发生器参数设置
②示波器参数设置情况图2-10所表示:时间轴、通道A、B百分比分别为2ms/Div、5V/Div、5V/Div,X位置设为0,通道AY位置设为1.4,通道BY位置设为-2,其它设置图所表示。

图2-10 示波器参数设置