《電子技術應用》
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D/A轉換器的原理與構成

2018-08-15

數(shù)模轉換器,又稱D/A轉換器,簡稱DAC,,它是把數(shù)字量轉變成模擬的器件。D/A轉換器基本上由4個部分組成,,即權電阻網(wǎng)絡、運算放大器,、基準電源和模擬開關,。模數(shù)轉換器中一般都要用到數(shù)模轉換器,模數(shù)轉換器即A/D轉換器,,簡稱ADC,,它是把連續(xù)的模擬信號轉變?yōu)殡x散的數(shù)字信號的器件。

D/A轉換器的轉換原理

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數(shù)字量是用代碼按數(shù)位組合起來表示的,,對于有權碼,,每位代碼都有一定的位權。為了將數(shù)字量轉換成模擬量,,必須將每1位的代碼按其位權的大小轉換成相應的模擬量,,然后將這些模擬量相加,即可得到與數(shù)字量成正比的總模擬量,,從而實現(xiàn)了數(shù)字—模擬轉換,。這就是組成D/A轉換器的基本指導思想。

D/A轉換器由數(shù)碼寄存器,、模擬電子開關電路,、解碼網(wǎng)絡、求和電路及基準電壓幾部分組成,。數(shù)字量以串行或并行方式輸入,、存儲于數(shù)碼寄存器中,數(shù)字寄存器輸出的各位數(shù)碼,,分別控制對應位的模擬電子開關,,使數(shù)碼為1的位在位權網(wǎng)絡上產(chǎn)生與其權值成正比的電流值,再由求和電路將各種權值相加,,即得到數(shù)字量對應的模擬量,。

構成和特點

DAC主要由數(shù)字寄存器、模擬電子開關,、位權網(wǎng)絡,、求和運算放大器和基準電壓源(或恒流源)組成。用存于數(shù)字寄存器的數(shù)字量的各位數(shù)碼,分別控制對應位的模擬電子開關,,使數(shù)碼為1的位在位權網(wǎng)絡上產(chǎn)生與其位權成正比的電流值,,再由運算放大器對各電流值求和,,并轉換成電壓值 ,。

根據(jù)位權網(wǎng)絡的不同,可以構成不同類型的DAC,,如權電阻網(wǎng)絡DAC,、R–2R倒T形電阻網(wǎng)絡DAC和單值電流型網(wǎng)絡DAC等。權電阻網(wǎng)絡DAC的轉換精度取決于基準電壓VREF,,以及模擬電子開關,、運算放大器和各權電阻值的精度。它的缺點是各權電阻的阻值都不相同,,位數(shù)多時,,其阻值相差甚遠,這給保證精度帶來很大困難,,特別是對于集成電路的制作很不利,,因此在集成的DAC中很少單獨使用該電路   。

它由若干個相同的R,、2R網(wǎng)絡節(jié)組成,,每節(jié)對應于一個輸入位。節(jié)與節(jié)之間串接成倒T形網(wǎng)絡,。R–2R倒T形電阻網(wǎng)絡DAC是工作速度較快,、應用較多的一種。和權電阻網(wǎng)絡比較,,由于它只有R,、2R兩種阻值,從而克服了權電阻阻值多,,且阻值差別大的缺點  ,。電流型DAC則是將恒流源切換到電阻網(wǎng)絡中,恒流源內(nèi)阻極大,,相當于開路,,所以連同電子開關在內(nèi),對它的轉換精度影響都比較小,,又因電子開關大多采用非飽和型的ECL開關電路,,使這種DAC可以實現(xiàn)高速轉換,轉換精度較高 ,。


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