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倒T型电阻网络(D/A)转换器电路结构及工作原理

2015-2-10 06:39| 编辑:电工学习网| 查看: 145177| 评论: 0

   1、电路结构
    4位倒T型电阻网络D/A转换器的原理如图1所示。由图中可以看出,解码网络电阻只有两种:即R和2R。且构成倒T型.故又称为R-2R0倒T型电阻网络DAC。其中S0S3为模拟开关,R-2R0电阻解码网络呈倒T形,运算放大器A组成求和电路。
    self
图1倒T型电阻网络D/A转换器
    2、工作原理
    模拟开关Si,由输入数码Di控制,当Di=1时Si接运算放大器反相端,电流Ii流入求和电路;当Di=0时,Si则将电阻2R接地。根据运算放大器线性运用的“虚地”的概念可知,无论模拟开关Si处于何种位置,与Si相连的2R0电阻均将接 “地”(地或虚地)。余类推,这样,流经2R0电阻的电流与开关位置无关,为确定值。分析R-2R0电阻网络可以发现,从每个节点向左看的二端网络等效电阻均为R,流入每个2R0电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。设基准电压源电压为VREF,则总电流为I=VREF/R,则流过各开关支路(从右到左)的电流分别为I/2、I/4、I/8和I/16。
    于是可得到各支路的总电流
    
    输出电压为:
    
    上式表明,对于在图1电路中输入的每一个二进制数 ,均能在其输出端得到与之成正比的模拟电压。
   3、扩展

    将输入数字量扩展到n位,可得到n位倒T型电阻网络D/A转换器输出模拟量与输入数字量之间的关系式
    
    将式中用K表示,中括号内的n位二进制数用NB表示,则上式可改写为vO=-KNB
    4、优缺点     

    1.各支路电流直接流入运算放大器的输入端,它们之间不存在传输上的时间差,提高了转换速度。
    2.减少了动态过程中输出端可能出现的尖脉冲。
    3.基准电压稳定性要好。
    4.倒T型电阻网络中R和2R电阻比值的精度要高。
    5.每个模拟开关的开关电压降要相等,为实现电流从高位到低位按2的整数倍递减,模拟开关的导通电阻相应地按2的整数倍递增。
    常用的CMOS开关倒T形电阻网络D/A转换器的集成电路有AD7520(10位)、DAC1210(12位)及AK7546(16位高精度)等。

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