1、. 9 -2 dac 的一般工作原理一、解碼原理1 基本公式d/a 轉(zhuǎn)換的基本原理涉及到代數(shù)基本定律，即任意一個(gè)非負(fù)整數(shù)a ，總可以用一個(gè) t進(jìn)制數(shù)表示為：a= at+at+ +at+at(9-1)(9-1) 式是一個(gè)線性多項(xiàng)式， 因此可用線性元件組成的網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)解碼。 圖 9-2 所示是一個(gè)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)，不難得出：(9-2)其中，（ 9-3）式中為所有電阻均接地時(shí)的并聯(lián)等效電阻，稱為t 進(jìn)制加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的特征電阻。顯然，這是一個(gè)等比級數(shù)和的倒數(shù)，即：（ 9-4 ）當(dāng) n 時(shí)有(9-5)2 推導(dǎo)過程在電子系統(tǒng)中，一般 t 2 ，即二進(jìn)制加權(quán)網(wǎng)絡(luò)， 如圖 9-3 所示。在 n 時(shí)該網(wǎng)絡(luò)的特征電阻為：

2、(9-6);.圖 9-2 t 制加 阻網(wǎng) 圖 9-3二 制加 阻網(wǎng) 于是，當(dāng)有一個(gè) 阻2 i r接 v r ， v o 可表示 (9-7)將 (9-3)式代入上式可得(9-8) 然，當(dāng)有一個(gè)以上 阻分 在 i 、 j 、 k 、 s 、 p 等位上接 v r ， v o 的 可用疊加定理求得(9-9)如果用 a i (i 0， 1， 2， n-1) “ 0 ”表示 i位 阻接地。 ai “ l”表示 i位 阻接 v r， 有(9-10) 就 了由代數(shù)基本定律到d/a 的基本原理及 程。二、 d/a 器的基本 構(gòu)1 阻網(wǎng) d/a 器解 網(wǎng) ;.由 阻網(wǎng)、受數(shù)字控制的模 開關(guān)、基準(zhǔn)源三部分構(gòu)成。圖

3、 9-4 阻解 網(wǎng) 解 網(wǎng)的特點(diǎn)每位一個(gè) 阻，稱 位 阻，n 位需 n 個(gè) 阻；取 上（ 阻），按二 制整數(shù)代 的 律取 ：、，例如 n=8 ， r=15k ， 位 阻依次 ：、；模 開關(guān)每位一個(gè)開關(guān)，分 由各自數(shù)字量控制其切 ，“1 ”接，“ 0”接地，是 型開關(guān)，各路切 的 流不同，最大（ 阻 r ），最?。?阻 ）；基準(zhǔn)源 v r i/o 關(guān)系由 路 構(gòu) 可看出：數(shù)字量代 不同 開關(guān) s 的狀 不同 阻網(wǎng) 構(gòu)改 。求解原理;.根據(jù)（假 n=3 ）的取 ，求出 路的等效內(nèi)阻， 由此推 出 出 ；求解 果疊加原理求解步 ：a 求解 r 、 2r、的內(nèi)阻b 分 求出 2r 、 4r 、并 的

4、阻 ；分 求出 r 、 4r、并 的 阻 ；分 求出 r 、 2r、 8r 、并 的 阻 ；分 求出 2r 、 4r 、 8r 、并 的 阻 ；之后，與 r （或 2r 、或 4r 、或）并 ；c 求解，為的分 ；d 求解由于 解 網(wǎng) 路存在等效內(nèi)阻， 因此 出 （或 流）與內(nèi)阻和 r l 均有關(guān)， 用極 不便， 此需增加 出 路， 行隔離、匹配。由此 出下面兩種 型：空 出型；短路 流 出型?？?出型如果，即 出端開路，此 的 出 ：;.補(bǔ)充圖 9-1短路電流輸出型補(bǔ)充圖 9-2利用運(yùn)放虛地的作用，并把電流轉(zhuǎn)換為電壓。公式：注意：此時(shí)對地輸出為負(fù)極性電壓，若用負(fù)基準(zhǔn)源，則可獲得正極性輸出。權(quán)

5、網(wǎng)的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：線路簡單、直觀；電阻數(shù)量少，每位一個(gè)電阻，對應(yīng)一個(gè)電壓開關(guān)；缺點(diǎn)：阻值種類多，n位就是 n種；;.阻值差距極大，最小，最大；各位電阻均要準(zhǔn)確（精確）。（致命缺點(diǎn)）該權(quán)網(wǎng)在變形權(quán)電阻網(wǎng)中被成功的使用。變形權(quán)網(wǎng)簡介（補(bǔ)充）減小權(quán)位數(shù)，每階以鏈接電阻相接。補(bǔ)充圖 9-3相同的三階權(quán)網(wǎng)，通過鏈接電阻構(gòu)成12位 dac 。關(guān)鍵：求解出鏈接電阻。2 梯形 r-2r 解碼網(wǎng)電路結(jié)構(gòu);.圖 9-7 t形 r-2r 電阻網(wǎng)絡(luò) d/a 轉(zhuǎn)換電路電阻網(wǎng)；模擬開關(guān)；讀出電路；基準(zhǔn)源 v r 。 i/o 傳輸關(guān)系即求解解碼網(wǎng)輸出模擬量與輸入數(shù)字量間關(guān)系。各位電流分析因各位模擬開關(guān)均為恒流開關(guān)， 當(dāng)解碼網(wǎng)輸出雙電流模擬量的右邊接成負(fù)反饋狀態(tài)的讀出電路后， 不管開關(guān)打在左邊或右邊， 所有 2r 電阻的下端均接地 （或虛地）。所以，可以根據(jù)代碼畫出等效電路圖。公式推導(dǎo)：方法：用疊加原理求解。、與數(shù)字量的關(guān)系如下：;.（注：指當(dāng)時(shí)，；時(shí)，）讀出電路（思考：為什么用此電路？）：式中：反饋電阻；r 解碼網(wǎng)電阻；3 2nr+ 開關(guān)陣解碼網(wǎng)簡介若 n=8 位，需電阻：個(gè)；開關(guān)：個(gè)。;.圖 9-8 2 3 r 電阻分壓式 d/a 轉(zhuǎn)換電路4 集成化 d/a 轉(zhuǎn)換器各類的主要優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場合分類：雙極型和cmos型雙極型：轉(zhuǎn)換速度