倒T型电阻网络(D/A)转换器电路结构及工作原理

2015-2-10 06:39| 编辑:电工电气学习网| 查看: 145248| 评论: 0

1、电路结构

4位倒T型电阻网络D/A转换器的原理如图1所示。由图中可以看出，解码网络电阻只有两种：即R和2R。且构成倒T型．故又称为R-2R0倒Ｔ型电阻网络DAC。其中S0～S3为模拟开关，R-2R0电阻解码网络呈倒T形，运算放大器A组成求和电路。
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图1倒T型电阻网络D/A转换器
    2、工作原理
    模拟开关S_i，由输入数码D_i控制，当D_i=1时Si接运算放大器反相端，电流I_i流入求和电路；当D_i=0时，Si则将电阻2R接地。根据运算放大器线性运用的“虚地”的概念可知，无论模拟开关S_i处于何种位置，与S_i相连的2R0电阻均将接 “地”（地或虚地）。余类推，这样，流经2R0电阻的电流与开关位置无关，为确定值。分析R-2R0电阻网络可以发现，从每个节点向左看的二端网络等效电阻均为R,流入每个2R0电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。设基准电压源电压为VREF,则总电流为I=VREF/R,则流过各开关支路（从右到左）的电流分别为I/2、I/4、I/8和I/16。
    于是可得到各支路的总电流

输出电压为：

    上式表明，对于在图1电路中输入的每一个二进制数，均能在其输出端得到与之成正比的模拟电压。
   3、扩展
    将输入数字量扩展到n位，可得到n位倒T型电阻网络D/A转换器输出模拟量与输入数字量之间的关系式

将式中

用K表示，中括号内的n位二进制数用N_B表示，则上式可改写为v_O=-KNB
    4、优缺点
    1.各支路电流直接流入运算放大器的输入端，它们之间不存在传输上的时间差,提高了转换速度。
    2.减少了动态过程中输出端可能出现的尖脉冲。
    3.基准电压稳定性要好。
    4.倒T型电阻网络中R和2R电阻比值的精度要高。
    5.每个模拟开关的开关电压降要相等,为实现电流从高位到低位按2的整数倍递减，模拟开关的导通电阻相应地按2的整数倍递增。
    常用的CMOS开关倒T形电阻网络D/A转换器的集成电路有AD7520(10位)、DAC1210(12位)及AK7546(16位高精度)等。