D/A转换器工作原理
D/A转换器输入的数字量是由二进制代码按数位组合起来表示的,任何一个n位的二进制数,均可用表达式
DATA=D020+D121+ D222+…… +Dn-12n-1
来表示。其中Di=0或1(i=0,1…n-1);20,21,…2n-1分别为对应数位的权。
在D/A转换中,要将数字量转换成模拟量,必须先把每一位代码按其“权”的大小转换成相应的模拟量,然后将各分量相加,其总和就是与数字量相应的模拟量,这就是D/A转换的基本原理。
D/A转换器的主要组成
基准电压VREF
T型(R-2R)电阻网络
位切换开关BSi (i=0,1,…,n-1)
运算放大器A
输出电压VOUT与输入二进制数D0 ~ Dn-1的关系
VOUT = -VREF(D020+ D121+ D222+ … + Dn-12n-1)/ 2n
T型网络组成的D/A转换器原理图
D/A转换的原理框图
D/A转换器性能指标
分辨率
反映了D/A转换器对模拟量的分辨能力,定义为基准电压与2n之比值,其中n为D/A转换器的位数 。
它就是与输入二进制数最低有效位LSB(Least Significant Bit)相当的输出模拟电压,简称1LSB。在实际使用中,一般用输入数字量的位数来表示分辨率大小,分辨率取决于D/A转换器的位数。
稳定时间(又称转换时间)
输入二进制数变化量是满量程时,D/A转换器的输出达到离终值±1/2LSB时所需要的时间。对于输出是电流型的D/A转换器来说,稳定时间是很快的,约几μs,而输出是电压的D/A转换器,其稳定时间主要取决于运算放大器的响应时间。
绝对精度
指输入满刻度数字量时,D/A转换器的实际输出值与理论值之间的偏差。该偏差用最低有效位LSB的分数来表示,如±1/2LSB或±1LSB。
线性误差
D/A转换器的种类
按数字量输入方式,有
并行输入和串行输入
按模拟量输出方式
电流输出和电压输出
按D/A转换的分辩率
低分辩率、中分辩率和高分辩率
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