追求完美：數模轉換（DAC）器件與理想模型的差異

　　產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的用途通常就是說(shuō)明器件與理想模型的差異。例如，如果半導體供應商能夠設計并制造出完美的、理想運算放大器，我們就不需要運算放大器產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)了，因為每個(gè)人都知道它們的特定屬性(無(wú)限開(kāi)環(huán)增益、無(wú)限輸入阻抗等)。問(wèn)題是沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。

　　首先簡(jiǎn)單介紹一下理想數模轉換器 (DAC) 的屬性，然后再深入討論更為復雜的規范。下圖是理想 DAC 的傳遞函數，重點(diǎn)列出了我們將要討論的參數。

　　無(wú)論是 DAC 還是模數轉換器 (ADC)，任何數據轉換器的最基本屬性都是其分辨率。對于 DAC 來(lái)說(shuō)，分辨率描述了可用來(lái)代表模擬輸出信號的數字域位數。我們可通過(guò)分辨率計算代碼數量或者可寫(xiě)入轉換器的可能輸入總數。

　　應用于數據轉換器的內部或外部參考電壓非常重要。任何轉換器的良好性能都等同于其參考值，因為任何噪聲或參考漂移都會(huì )在輸出端體現。我們將在以后的博客文章中介紹參考考慮事項，了解有關(guān)該主題的更多信息。

　　對于 DAC 來(lái)說(shuō)，參考電壓可設定輸出范圍和代碼間的步長(cháng)。通常將代碼間輸出步長(cháng)描述為“最低有效位加權”或LSB加權。我們可利用代碼數量和參考電壓計算出如下所示的LSB加權。在理想DAC中，每個(gè)代碼間轉換的間隔都是 1 LSB。

　　這里需要一點(diǎn)技巧，但如果是 n 位，我們實(shí)際可計數到的最高數是 2n– 1。如果您覺(jué)得不好理解，可以考慮 2 位實(shí)例。我們可利用 2 位計數 0、1、2 和 3，但沒(méi)有 4 (24)。這種數字規律符合大多數 DAC 的內部模擬結構，我們將在后續文章中重點(diǎn)討論?，F在，完全可通過(guò)以下公式計算 DAC 的滿(mǎn)量程輸出范圍。

　　最后，我們可定義理想 DAC 的傳遞函數：

　　下面是需要牢記的理想 DAC 的重要屬性：

　　由參考輸入設定近軌至軌輸出，切記滿(mǎn)量程輸出應為 Vref - 1 LSB;

　　任何兩個(gè)順序碼的間隔均正好為 1 LSB;

　　無(wú)丟失碼，完全單調;

　　代碼間的瞬間轉換

　　我將在下篇博客文章中討論用于描述線(xiàn)性度的靜態(tài)規范，說(shuō)明實(shí)際 DAC 與理想 DAC 的差距。