倒T型電阻網(wǎng)絡(luò )D/A轉換器
4位倒T型電阻網(wǎng)絡(luò )D/A轉換器的原理圖見(jiàn)11.2.1所示。由圖中可以看出,解碼網(wǎng)絡(luò )電阻只有兩種:即R和2R.且構成倒T型.故又稱(chēng)為R-2R0倒T型電阻網(wǎng)絡(luò )DAC.其中S0~S3為模擬開(kāi)關(guān),R-2R0電阻解碼網(wǎng)絡(luò )呈倒T形,運算放大器A組成和電路。
圖11.2.1倒T型電阻網(wǎng)絡(luò )D/A轉換器
11.2.2工作原理
模擬開(kāi)關(guān)Si,由輸入數碼Di控制,當Di=1時(shí)Si接運算放大器反相端,電流Ii流入求和電路;當Di=0時(shí),Si則將電阻2R接地。根據運算放大器線(xiàn)性運用的“虛地”的概念可知,無(wú)論模擬開(kāi)關(guān)Si處于何種位置,與Si相連的2R0電阻均將接 “地”(地或虛地)。余類(lèi)推,這樣,流經(jīng)2R0電阻的電流與開(kāi)關(guān)位置無(wú)關(guān),為確定值。分析R-2R0電阻網(wǎng)絡(luò )可以發(fā)現,從每個(gè)節點(diǎn)向左看的二端網(wǎng)絡(luò )等效電阻均為R,流入每個(gè)2R0電阻的電流從高位到低位按2的整數倍遞減。設基準電壓源電壓為VREF,則總電流為I=VREF/R,則流過(guò)各開(kāi)關(guān)支路(從右到左)的電流分別為I/2、I/4、I/8和I/16。
于是可得到各支路的總電流
輸出電壓為:
上式表明,對于在圖11.2.1電路中輸入的每一個(gè)二進(jìn)制數 ,均能在其輸出端得到與之成正比的模擬電壓。
11.2.3擴展
將輸入數字量擴展到n位,可得到n位倒T型電阻網(wǎng)絡(luò )D/A轉換器輸出模擬量與輸入數字量之間的關(guān)系式
將式中用K表示,中括號內的n位二進(jìn)制數用NB表示,則上式可改寫(xiě)為vO=-KNB
11.2.4優(yōu)缺點(diǎn)
1.各支路電流直接流入運算放大器的輸入端,它們之間不存在傳輸上的時(shí)間差,提高了轉換速度。
2.減少了動(dòng)態(tài)過(guò)程中輸出端可能出現的尖脈沖。
3.基準電壓穩定性要好。
4.倒T型電阻網(wǎng)絡(luò )中R和2R電阻比值的精度要高。
5.每個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)電壓降要相等,為實(shí)現電流從高位到低位按2的整數倍遞減,模擬開(kāi)關(guān)的導通電阻相應地按2的整數倍遞增。
常用的CMOS開(kāi)關(guān)倒T形電阻網(wǎng)絡(luò )D/A轉換器的集成電路有AD7520(10位)、DAC1210(12位)及AK7546(16位高精度)等。
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