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什么是權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)

作者: 時(shí)間:2013-05-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  一個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)中每一位的1所代表的數(shù)值大小稱為這一位的權(quán)。如果一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)用 什么是權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器) 表示,則最高位(MSB)到最低位(LSB)的權(quán)依次為 什么是權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器) 。

1.電路結(jié)構(gòu)及原理

下圖是4D/A轉(zhuǎn)換器的原理圖,它由、4個(gè)模擬開關(guān)和1個(gè)求和放大器組成。

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7.3 D/A轉(zhuǎn)換器

S0--S3為模擬開關(guān),它們的狀態(tài)分別受輸入代碼di 的取值控制,di=1時(shí)開關(guān)接參考電壓VREF 上,此時(shí)有支路電流Ii流向求和放大器;di=0 時(shí)開關(guān)接地,此時(shí)支路電流為零。

求和放大器是一個(gè)接成負(fù)反饋的運(yùn)算放大器。為了簡化分析計(jì)算,可以把運(yùn)算放大器近似地看成理想放大器——即它的開環(huán)放大倍數(shù)為無窮大,輸入電流為零(輸入電阻為無窮大),輸出電阻為零。當(dāng)同相輸入端V+的電位高于反相輸入端V- 的電位時(shí),輸入端對(duì)地電壓v0 為正;當(dāng) V-高于 V+時(shí), v0 為負(fù)。

當(dāng)參考電壓經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)加到V- 時(shí),只要V- 稍高于V+ 時(shí),便在v0 產(chǎn)生很負(fù)的輸出電壓。 v0 經(jīng)RF 反饋到 V-端使 V-降低,其結(jié)果必然使 什么是權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器) 。

在認(rèn)為運(yùn)算放大器輸入電流為零的條件下可以得到

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由于 什么是權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器) ,因而各支路電流分別為

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將它們代入輸出 v0中并取 什么是權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器) ,則得到

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對(duì)于n位的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器,當(dāng)反饋電阻取為R/2 時(shí),輸出電壓的計(jì)算公式可寫成

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上式表明,輸出的模擬電壓正比于輸入的數(shù)字量Dx ,從而實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。當(dāng)Dx=0 時(shí)v0=0 ;當(dāng) 什么是權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器) 時(shí) 什么是權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器) ,所以v0 的最大變化范圍是 什么是權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器) 。從上面的分析計(jì)算可以看到,在VREF 為正電壓時(shí)輸出電壓v0 始終為負(fù)值。要想得到正的輸出電壓,可以將 VREF取為負(fù)值。

2.電路優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)比較簡單,所用的電阻元件數(shù)很少。

缺點(diǎn):各個(gè)電阻阻值相處較大,尤其在輸入信號(hào)的位數(shù)較多時(shí),這個(gè)問題更加突出。要想在極為寬廣的阻值范圍內(nèi)保證每個(gè)電阻都有很高的精度是十分困難的,尤其對(duì)制作集成電路更加不利。為了克服這個(gè)缺點(diǎn),可以采用雙級(jí)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)(有興趣可查閱參考資料)。或者采取其他形式D/A轉(zhuǎn)換器。



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