、DA转换电路 1、权电阻DA转换器 电路构成:(以4位D/A为例) 女权电阻网络:是一个加权求和电路,通硎22下7 过它可以把输入数字量D中的各位1按位 权变化为相应的电流,再经过运放求和 最终得到与D成正比的模拟电压o 位权电阻分别为:20R、21R、22R、23R D3 D2 D, Do ☆基准电压:Vε通过模拟开关,按权关系加到电阻解码网络。 ☆模拟电子开关S: 模拟开关受二进制数码Di的控制。D3D2DD控制相应的模拟 电子开关S3S2SS0 Di:lsi=V REF Di=o. si=GND ☆求和放大器:由运放构成的反向放大器组成。作为求和权电阻网络 的缓冲器,使输出模拟电压v不受负载变化的影响。并且可以通过 改变反馈电阻R的大小来调节转换比例系数。 回阿回同回回回同同回回啊仆
D3 D2 D1 D0 VREF S3 S2 S1 S0 2 2 0R 2 1R 2 2R 3R RF + - + ★ 电路构成：（以4位D/A为例） ☆模拟电子开关S： D i =1, S i = VREF D i = 0, S i = GND ☆权电阻网络：是一个加权求和电路，通 过它可以把输入数字量D中的各位1按位 权变化为相应的电流，再经过运放求和， 最终得到与D成正比的模拟电压VO。 位权电阻分别为：2 0R、2 1R、2 2R、2 3R ☆基准电压：VREF通过模拟开关，按权关系加到电阻解码网络。 ☆求和放大器:由运放构成的反向放大器组成。作为求和权电阻网络 的缓冲器，使输出模拟电压VO不受负载变化的影响。并且可以通过 改变反馈电阻Rf的大小来调节转换比例系数。 模拟开关受二进制数码 D i 的控制。D3D2D1D0控制相应的模拟 电子开关S3S2S1S0
定量分析(输出模拟电压和输入数字信号之间的关系) D3D2D1D=1000时: REF S3接EF,其余接地0R 2R|2R2R23R D3D2DD0=0100时:VBE S2接VE其余接地2=2Rw= D3D2DD=0010时 p⑨9 s1接vE其余接地=2R P3D2D1D0= B: VREF i=3+I2+I+Io S接VE,其余接地23R D,+ 20R D3+n d2 2R 22R23R D3D2DD0=1111付: D3D2D1D全部接vREF Vg(23+D21+D2+D2) 23R 根据叠加原理求和放 ∑D22=(0123) 大器总输入电流为: 回阿阿回同回同阿回回同同同呵≯會
D 3 D 2 D 1 D 0=1000时： S 3 接 VREF ,其余接地 I 3 I 2 I 1 I 0 R V I REF 3 0 2 = D 3 D 2 D 1 D 0=0100时： S 2 接 VREF ,其余接地 R V I REF 2 1 2 = D 3 D 2 D 1 D 0=0010 时 ： S 1 接 VREF ,其余接地 R V I REF 1 2 2 = R V I REF 0 3 2 = D 3 D 2 D 1 D 0=0001时： S 0 接 VREF ,其余接地 D 3 D 2 D 1 D 0=1111时： D 3 D 2 D 1 D 0全部接 VREF 根据叠加原理求和放 大器总输入电流为： 3 2 1 0 i = I + I + I + I 0 3 1 2 2 1 3 0 2 2 2 2 D R V D R V D R V D R VREF REF REF REF = + + + ( 2 2 2 2 ) 2 0 0 1 1 2 2 3 3 D3 D D D R VREF = + + + i i i REF D R V 2 2 3 0 3 = = i i = ( 0 , 1 , 2 , 3 ) 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 D3 D2 D1 D0 VREF S 3 S 2 S 1 S 0 2 2 0 R 2 1 R 2 2 R 3 R RF + -+
对于n位权电阻网络D/A转换器总电流为: REF 2-R ∑D 求和放大器输出电压为 R iR REF f ∑ D.2 2R 输出模拟电压Vo的大小与输入的 进制数码的数值大小成正比,∑D2 2R f v reF D2 同时还与量化级有关。VE R 2 2 ★输入二进制数码位数越多,量化级越小,D/A输出电压越 接近模拟电压。 例1:设4位DA转换器输入二进制数码D3D2D1D0=1101,基 准电压VREF=8VR=R/2,求输出电压vo 2RLVREESD25-Ix R 2 3×(1×23+1×22+0×2+1×2 65 回同呵呵呵呵呵阿呵回阿回阿呵回呵呵阿阿回阿阿回阿阿回阿阿呵呵 4≯會
对于n位权电阻网络D/A转换器总电流为： i n i n i REF D R V i 2 2 1 0 1 − = − = 求和放大器输出电压为： i n i n i REF f o f D R V R v iR 2 2 1 0 1 − = − = − = − i n i n i f REF D V R R 2 2 2 1 0 − = =－ 输出模拟电压VO的大小与输入的 二进制数码的数值大小成正比， i n i Di 2 1 0 − = ★ 输入二进制数码位数越多，量化级越小，D/A输出电压越 接近模拟电压。 同时还与量化级有关。 n VREF 2 例1：设4位D/A转换器输入二进制数码D3D2D1D0=1101,基 准电压VREF=-8V,Rf = R/2,求输出电压VO。 i n i n i f REF o D V R R v 2 2 2 1 0 − = = − (1 2 1 2 0 2 1 2 ) 2 8 1 3 2 1 0 4 + + + − =－ = 6.5V
权电阻DA转换器优点 D3 D2 D, Do Vo 电路结构简单,使用电阻数目少,n位有n0000 个电。g 0 0 010.51 杈电 0 0 0 0111.5 电阻 0 00 如果 1Q 0 012.5 在1(4 且的精 0 03 0 351 度是 例22 10004 乃为 0 014.5 0001 2求 0 05 输出0 111 0 15.51 2R 006 f y reF R 2 ∑D 016.5 7 (8D3+4D2+2D1+1D0) 1117.5
电路结构简单，使用电阻数目少，n位有n 个电阻。 电阻取值范围大。 如果n=8,取R=10KΩ,那么2 7R=1.28MΩ 在10KΩ~1.28MΩ宽范围内要保证电阻的精 度是十分困难的。 例2：设4位D/A转换器输入二进制数码为 0000~1111,基准电压VREF=-8V,Rf = R/2,求 输出电压VO。并画出输出VO波形。 D3 D2 D1 D0 VO 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0.5 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1.5 0 1 0 0 2 0 1 0 1 2.5 0 1 1 0 3 0 1 1 1 3.5 1 0 0 0 4 1 0 0 1 4.5 1 0 1 0 5 1 0 1 1 5.5 1 1 0 0 6 1 1 0 1 6.5 1 1 1 0 7 1 1 1 1 7.5 i n i n i f REF o D V R R v 2 2 2 1 0 − = = − (8 4 2 1 ) 16 8 D3 + D2 + D1 + D0 − =－ t 6 7 4 1 3 2 5 VO 0
2、R2RT型电阻网络DA转换器 R2RT型电阻网络特点: ★T型网络中只有两种 0__1g2R3 >○O 电阻R、2R 2RII 2RII 2RI 2R2R ★从任何一个接点向 左、右、下看进去的等var 效电阻均为2R。 2R2R D 1/2R/2 开关支路接 点流进的电流等7=E 分为二,从左 3R REF 右支路流出
★ T型网络中只有两种 电阻R、2R ★ 从任何一个接点向 左、右、下看进去的等 效电阻均为2R。 0 1 2 3 开关支路接 点流进的电流等 分为二，从左、 右支路流出。 R V I REF 3 = I I / 2 I / 2 S0 S1 S2 S3 D0 D1 D2 D3 + + - R 2R 2R 2R 2R 2R 2R R R VREF RF VREF 2R 2R 2R