1、 1 Multisim2001Multisim2001 电子电路设计电子电路设计 D DA AC C 电路设计电路设计 前言前言 在众多的 EDA 设计和仿真软件中，Multisim2001 以其强大的仿 真设计应用功能， 在各高校电信类专业电子电路的仿真和设计中得到 了较广泛的应用。Multisim2001 及其相关库包的应用对提高学生的 仿真设计能力，更新设计理念有较大的好处。 Multisim2001 的前身 EWB（电子实验平台）软件，最突出的特点 是用户界面友好，各类器件和集成芯片丰富， 尤其是其直观的虚拟仪 表是 Multisim2001 的一大特色。Multisim 所包含的虚拟
2、仪表有：示 波器，万用表，函数发生器，波特图图示仪，失真度分析仪，频谱分 析仪，逻辑分析仪，网络分析仪等。而通常一个普通实验室是无法完 全提供这些设备的。 这些仪器的使用使仿真分析的操作更符合平时实 验的习惯。 本次毕业设计主要是应用软件 Multisim2001 来仿真和设计 DAC 电路。 2 1 1 DACDAC 电路简介电路简介 D/A 转换器大致可以粗分为两大主流：一是多位元，另一个则 是单位元。以发展时间的长短来说，多位元是在 CD 唱盘问世时就出 现的，而第一代的 1bit 产品则是约在 1990 代初期才在市场上出现， 但是多 bit 和 1bit 以结构上分析到底孰优孰劣？就
3、多 bit 而言，它 的优点是没有所谓的再量化的过程，因此噪音较低；除此之外，亦有 较佳的动态表现。但传统的多 bit 在 Low Level 的情况有非线性失真 人及过零失真（Zero Cross）的问题，若想克服需要使用非常复杂的 电路结构，这就造成了多 bitDAC 晶片在追求高品质的目标下，同时 也要负担高昂的代价。相对地以 1 bitDAC 它的优点是先天上就不存 在过零失真的问题，类比波形的线性良好，再则生产成本较低，这就 是市场上中低价位的CD player大量使用1 bitDAC的原因。 然而1 bit DAC 需要更高的频率的 Clock，以及它在“再量化”的过程中会造成 若
4、干讯息失落，这也是它挤身 Hi-End 的障碍。其实多 bit DAC 和 1 bit DAC 电路结构上最大的差异，只是在于是不是有“再量化”的这 一个过程，两者之间的优劣比较也集中在这个问题上。 1.1 1.1 D/AD/A 的电路形式及工作原理的电路形式及工作原理 （1）权电阻 DAC 权电阻 DAC 由基准电压、电子模拟开关、权电阻 网络及求和放大器组成。权电阻 DAC 电路简单、直观，便于理解 DAC 的原理， 但电阻网络中电阻种类太多且范围宽，这给保证转换的精度 3 带来困难，同时集成也十分困难。因此目前单片集成 DAC 中，采用较 为广泛的是 R-2R 倒 T 型电阻网络 DAC
5、 电路。 （2）倒 T 型网络 DAC 倒 T 型电阻网络特点是电阻种类少，只有 R 和 2R 两种。因此，它可以提高制作精度，而且在动态过程中对输出 不易产生尖峰脉冲干扰，有效地减小了动态误差，提高了转换速度。 倒 T 型电阻网络 D/A 转换器是目前转换速度较高且使用较多的一种。 由于模拟开关的存在，当流过各支路的电流稍有变化， 或由于模 拟开关电压降的差别， 就会产生转换误差。为进一步提高 D/A 转换精 度，可采用权电流型 DAC。采用恒流源电路后，各支路权电流的大小 均不受模拟开关导通电阻和压降的影响， 这就降低了对模拟开关电路 的要求，提高了转换精度。 1.2 D/A1.2 D/A
6、 转换器的主要技转换器的主要技术参数术参数 1) 转换特性：输入的是 n 位二进制数字信息 B，输出的是与输 入数字量成正比例的电压或电流。 2) 转换时间：指数字量输入到转换输出稳定为止所需的时间。 3) 线性度：当数字量变化时，D/A 输出的电模拟量按比例关系 变化的程度。模拟量输出偏离理想输出的最大值称为线性误 差。 4) 分辨率： 电路所能分辨的最小输出电压增量 ULSB与满刻度输出 电压 Um 之比。实际中有时也常常用位数来表示分辨率。 4 5) 精度： 实际输出值与理论计算值之差。这种差值是由转换过 程中的各种误差引起的，主要指静态误差，它包括以下几种 （1）非线性误差（2）比例系数误差（3）漂移误差（4）转 换时间 此外，还有输入低电平、电源电压范围、基准电压范围、温度系数等参数。 1.3 1.3 集成集成 D/AD/A 转换器典型芯片转换器典型芯片-
