集成電路數模轉換器的原理及作用是什么?

集成電路數模轉換器都是二進(jìn)制輸入的，而用運放構成的數模轉換器則不受數制和位數的限制。它運用了運放的反相加法器原理，如圖1所示。

當運放的增益足夠高時(shí)，其反相輸入端為虛地，其輸出電壓v0由下式?jīng)Q定：

當VI=V2=V3=V4=V時(shí)。如果令Rl=，則Vo=-V(1+2+4+8)，構成的是二進(jìn)制數模轉換器。當然，電阻個(gè)數還可增加，以構成更多位的轉換器。

如增加電阻：

(10+20+40+80)]，便可構成兩位十進(jìn)制BCD碼數模轉換器。其實(shí)，用電阻并聯(lián)的方法分析，也可得出上述結論。

依據上述原理構成的數模轉換器的具體電路如圖2、圖3所示?？紤]到運放輸出電壓范圍的限制，在保持上述比例關(guān)系不變的前提下，對電阻取值進(jìn)行了適當處理，其中反饋電阻R的取值可以變化，因為它并不影響轉換中相互比例關(guān)系，而只影響輸出電壓的大小。

圖中的運放必須采用CMOS型，因CMOS型的輸入是高阻，使得選用較寬范圍的電阻值和低至幾μA的偏置電流，對轉換精度幾乎沒(méi)有影響。運放的失調電壓一般在2mV內即可，它僅對低電壓稍有影響，電壓高時(shí)就忽略不計了。如要求較高，可使用帶調零端的運放。

電阻必須用金屬膜電阻，其選用原則是阻值越小的電阻，其精確度要求越高。如大至16MΩ申陽(yáng)即停有±5%的誤差，也僅使最低電壓0.039V變?yōu)?.037V或0.041V，對滿(mǎn)度電壓9.96V的誤差僅為0.02%，而125kΩ電阻即使只有1%誤差，也將使滿(mǎn)度電壓的誤差達O.5%，因此應盡量減少小阻值電阻的誤差。

由于輸出電壓與基準電壓極性相反?？梢栽黾右患夁\放，將負電壓轉為正電壓。還可通過(guò)R反的調整使電壓大小發(fā)生變化，以適應各種場(chǎng)合的需要。

上述數模轉換器的輸入接口，若采用圖示撥碼開(kāi)關(guān)，因其導通電阻極小，當然毫無(wú)問(wèn)題。若采用CMOS電路驅動(dòng)，則應考慮導通電阻的影響。

筆者實(shí)測，74HC系列電路高電平輸出電阻約50Ω，低電平灌人電阻約40Ω，而CD系列電路的上述電阻均高達200Ω～500Ω。若以5V電源作基準電源，并以74HC系列電路驅動(dòng)轉換器，其導通電阻導致的誤差不超過(guò)0.04%。

一般可以忽略。同時(shí)，還可將5V電源_丁十為5.002V加以補償。要求較高者也可將125kΩ減為124.95kΩ)、250kΩ減為249.95kΩ等。低電平時(shí)電阻兩端電壓均為0，根本不用考慮。CD系列電路導通電阻太大，建議不采用。

選配電阻時(shí)，可在輸出端接上數字萬(wàn)用表監測電壓。如16MΩ電阻應輸出30mV，8MΩ電阻應輸出78mV……250Ω)電阻應輸出2.5V，125kΩ電阻應輸出5V。這樣便可將電阻校準。