倒T型电阻网络(D/A)转换器电路结构及工作原理

发布时间:2024-03-18
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。
图1倒t型电阻网络d/a转换器
2、工作原理
模拟开关si,由输入数码di控制,当di=1时si接运算放大器反相端,电流ii流入求和电路;当di=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si处于何种位置,与si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nb表示,则上式可改写为vo=-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。
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