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DAC基礎(chǔ)知識:靜態(tài)技術(shù)規(guī)格

作者: 時間:2015-07-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  所有之間的共性就是技術(shù)規(guī)格的定義以及說明。這篇文章將會論述靜態(tài)技術(shù)規(guī)格。靜態(tài)技術(shù)規(guī)格包括對DAC在DC域中所具有的特性的描述。在DC域中時,DAC的數(shù)字與模擬定時現(xiàn)象不屬于這一組技術(shù)規(guī)格。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/276860.htm

  

 

  圖1

  雖然這3個DAC拓撲互不相同,但它們的技術(shù)規(guī)格與電氣描述非常類似。

  一個主要的靜態(tài)DAC技術(shù)規(guī)格就是理想轉(zhuǎn)換函數(shù)(圖2)。在對這個普通轉(zhuǎn)換函數(shù)的圖示中,可以輕松地體會和理解零代碼、偏移、滿量程以及增益的定義。一旦你理解了上述概念,差分非線性 (DNL),積分非線性 (INL)以及單調(diào)性技術(shù)規(guī)格也就再次成為理想轉(zhuǎn)換函數(shù)的另一個導函數(shù)。

  

 

  圖2

  理想DAC轉(zhuǎn)換函數(shù)

  圖2顯示了一個DAC是如何為數(shù)字輸入代碼的一個離散數(shù)值生成單個模擬輸出值的方式。圖中數(shù)字輸入代碼的順序是單極的,其中代碼以標準二進制的方式增加。

  圖2中DAC轉(zhuǎn)換函數(shù)的模擬范圍是從零至模擬輸出滿量程 (FS) 值。DAC電壓基準 (VREF) 建立了轉(zhuǎn)換器的最低有效位 (LSB) 或代碼寬度,并且設(shè)定了滿量程范圍 (FSR)。LSB的大小等于VREF/ 2N。

  在圖2中,“N”等于轉(zhuǎn)換器的分辨率,而2N等于轉(zhuǎn)換器單個位的數(shù)量。DAC所具有的代碼的數(shù)量等于2N。對于3位轉(zhuǎn)換器來說,代碼數(shù)量等于23或8。這個理想轉(zhuǎn)換函數(shù)的轉(zhuǎn)換公式為VOUT = VREF x (CODE/2N),并且滿量程輸出電壓等于VREF – 1LSB。

  零代碼誤差

  圖3中,DAC的零代碼誤差是最易理解的規(guī)格。我們假定這個值是針對一個單極、單電源DAC而言的,這個DAC的完全理想最小輸出電壓為0伏。當將數(shù)字0值載入到DAC寄存器中時,零量程誤差出現(xiàn)在DAC的模擬輸出引腳上。這個誤差是由內(nèi)部輸出放大器的輸出擺動性能導致的。對于單電源DAC來說,零量程誤差始終為正值,而這個技術(shù)規(guī)格的單位為毫伏或微伏。

  

 

  圖3

  DAC的內(nèi)部輸出放大器因不能達到負電源軌而導致的零誤差運行狀態(tài)。

  偏移誤差

  然而,偏移誤差是不同的。偏移誤差在整個DAC轉(zhuǎn)換曲線的大部分范圍內(nèi)存在。在圖4中,在理想轉(zhuǎn)換曲線的每一個代碼上,模擬偏移誤差都會變化。從圖中你能夠看到,在沿著x軸的垂直方向上,具有偏移誤差的轉(zhuǎn)換曲線與理想曲線的相同程度。這個技術(shù)規(guī)格的單位通常為毫伏。

  

 

  圖4

  偏移誤差可為正,亦可為負,但是它始終以同樣的誤差影響著每一個代碼。

  增益誤差

  增益誤差這個概念有些難以理解??偟膩碚f,增益誤差描述的是理想DAC曲線斜率的變化。圖5對這個概念進行了說明。增益誤差技術(shù)規(guī)格通常以FSR的百分比來表示,并且在消除偏移誤差之后進行計算。

  

 

  圖5

  DAC的增益誤差使理想轉(zhuǎn)換函數(shù)繞著零交叉點旋轉(zhuǎn)。

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