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数模与模数转换器(二)
作者:admin 2012/4/17 15:28:32   字体 【

倒T形电阻网络D/A转换器

 为了克服权电阻网络D/A转换器中电阻阻值相差太大的问题,又设计了称为倒T形电阻网络的D/A转换器.
在单片集成D/A转换器中,使用最多的是倒T形电阻网络D/A转换器。

S0~S3为模拟开关,R—2R电阻解码网络呈倒T形,运算放大器A构成求和电路。Si由输入数码Di控制,当Di=1时,Si接运放反相输入端(“虚地”),Ii流入求和电路:当Di=0时,Si将电阻2R接地。

无论模拟开关Si处于何种位置,与Si相连的2R电阻均等效接“地”(地或虚地)。这样流经2R电阻的电流与开关位置无关,为确定值。
在计算倒T形电阻网络中各支路的电流时,可以将电阻网络等效地画成图7所示电路.分析R—2R电阻解码网络不难发现,从每个接点向左看的二端网络等效电阻均为R,流入每个2R电阻的电流从高位到低位按2的整倍数递减。设由基准电压源提供的总电流为I(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。
 
                                 
要使D/A转换器具有较高的精度,对电路中的参数有以下要求:
(1)基准电压稳定性好;
(2)倒T形电阻网络中R和2R电阻的比值精度要高;
(3)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的整倍数递减,模拟开关的导通电阻也相应地按2的整倍数递增。

由于在倒T形电阻网络D/A转换器中,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。电路的这一特点不仅提高了转换速度,而且也减少了动态过程中输出端可能出现的尖脉冲。它是目前广泛使用的D/A转换器中速度较快的一种。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)和AK7546(16位高精度)等,倒T型电阻网络的单片集成D/A转换器CB7520(AD7520)它的输入为10位二进制数,采用CMOS电路构成的模拟开关.

使用CB7520时需要外加运算放大器,运算放大器的反馈电阻可以使用CB7520内设的反馈电阻R,也可以另外选择反馈电阻接到与之间.

权电流型D/A转换器
  
   在前面分析权电阻网络D/A转换器的过程中,都把模拟开关当作理想开关处理,没有考虑到它们的导通电阻和导通压降.而实际上这些开关总有一定的导通电阻和导通压降,而且每个开关的情况又不完全相同,它们的存在无疑将引起转换误差,影响转换精度.
尽管倒T形电阻网络D/A转换器具有较高的转换速度,但由于电路中存在模拟开关电压降,当流过各支路的电流稍有变化时,就会产生转换误差。为进一步提高D/A转换器的转换精度,可采用权电流型D/A转换器。

原理电路。
   这组恒流源从高位到低位电流的大小依次为I/2、I/4、I/8、I/16,和输入的二进制数对应位的”权”成正比.由于采用了恒流源,每个支路的电流的大小不再受开关的内阻和压降的影响,从而降低了对开关电路的要求.
 
   当输入数字量的某一位代码Di=1时,开关Si接运算放大器的反相输入端,相应的权电流流入求和电路;当Di=0时,开关Si接地。分析该电路可得出

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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