
数字到模拟转换器使用每个位的加权贡献将数字二进制数据转换为模拟信号。这个经常的问题解释了两种最常见的DAC转换方法:DAC和R-2R梯形DAC。在本文中的约会中:在输入一种转换之前,请了解DAC转换涉及的基本步骤。图1显示了DAC中发生的过程模块的图。该系统通过多个阶段处理N位数字入口。第一个是入口门接收一个数字信号,第二个n位记录结合了这些值,第三级放大器的调节信号,第四级和二进制楼梯图以结合这些加权信号以生成模拟输出电压(VA)。图1。1是一个DAC架构框图,其中包括每个转换阶段。 (图像:John Wiley Sons)现在连接每个阶段,并在整个转换过程中保持N位的分辨率。 A W八个电阻DAC是DAC,它使用与输入位重量成正比的电阻值。根据输入表示形式汇总电流或电压,并将数字输入信号转换为等效的模拟输出信号。从图2中,我们可以看到它是加权电阻DAC的简单版本。该图在倒置模式下使用AMP OP显示了两个相同的基本DAC配置(a)和(b)。图2。简单的1-位DAC,带有Opamp。图像来源:Rakesh Kumar博士)每种配置都显示了通过开关连接到+5 V或降落的单元输入(逻辑1或0),并通过电阻RIN将电流发送到OP放大器的投资终端。非ghost终端是接地的。 RF反馈电阻将盐Voutida连接到投资条目,以确保负面反馈和线性。电流通过RIN产生比例输出电压投票,并且通过RF代表数字输入状态的模拟电压。 t他的配置是加权DAC的基本构造块。图3。4位加权抗性DAC的典型电路图。图像来源:Rakesh Kumar博士)图3显示了使用倒置OP放大器配置的4位加权DAC。四个数字输入位中的每一个都连接到开关。入口从最重要的位(LSB)放置为最重要的位(MSB)。这些条目是通过个人电阻RA,RB,RC和RD进行的。这是根据每个位的含义加权的。加权电流合并在操作放大器的倒入入口中,以产生EV CurrentRADA总IIN。电流通过反馈电阻,这成为比例电压输出VOUT。电路加权到数字输入位,以提供与数字输入值相对应的模拟电压输出。图4说明了4位加权抗性DAC的步骤 - 步骤作为四个子图(a)。 d)屏幕。每个子图代表具有参考电压(+5 V)的接地连接开关的不同输入组合。图4.4位阻力DAC操作的模式,0001至1111。图像来源:Rakesh Kumar博士)DAC的实际应用是,将电阻放置在二进制模式下,如图5所示。该方法的优点是总共可以实现16个状态,从而改善了DAC的分辨率。 5.4位二进制电阻的二元电阻的图提供了具有相同电阻的DAC的Wickedr分辨率。图像来源:Rakesh Kumar博士)DAC二进制电阻的问题是需要广泛的电阻值。例如,12位二元加权DAC需要1kΩ(MSB)至2MΩ(LSB)电阻,这使制造业变得困难。另一个挑战是,电阻需要高公差值才能达到更高的精度。这些问题可能是如图6所示,由R-2R梯形DAC OLED。这显示了使用倒置AMP OP OP配置实现的3位R-2R梯形DAC。梯形网络由R和2R值的重复电阻段组成,形成了一个电压除数,该电压除以准确测量每个数字输入位(从MSB到LSB)。图6.3位R-2R梯形DAC电路图。图像来源:Rakesh Kumar博士)图7显示了在三种不同的数字输入组合(a),(b)和(c)中对3位DAC梯形R-2R的研究。每种配置都包含一个连接到梯形结构的电阻网络和2R值。它包括这些配置允许八个不同的状态并改善分辨率。图7。3位R-2R梯形DAC的八个可能状态中的三个。图像来源:Rakesh Kumar博士)R-2R楼梯图的优势在于它可以爬到更多的位而又不具有挑战性二元加权电阻DAC的电阻值。加权抗性DAC可有效地结合抗性二进制。由于其简单性,它通常用于需要低分辨率数字转换为模拟的应用中,例如音频设备,衰减器和数字面板设备。 R-2R梯形DAC的实现更简单,只有两个电阻值。这种优势是盈利和精确的通信系统的理想选择,以及用于生成波形和数据收集系统的仪器设计。