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数模与模数转换器(三)
作者:admin 2012/4/18 12:49:22   字体 【

具有双极性输出的D/A转换器

   因为在二进制算术运算中通常都把带符号的数值表示为补码的形式,所以,希望D/A转换器能够把以补码形式输入的正、负极性数分别转换成正、负极极性的模拟电压。
   现以输入为3位的二进制补码的情况为例,说明转换的原理。3位二进制补码可以表示从+3到-4之间的任何整数,它们与十进制的对应关系以及希望得到的输出模拟电压.

   D/A转换电路中,如果没有接入反相器G和偏移电阻RB,它就是一个普通的3位倒T形电阻网络D/A转换器。在这种情况下,如果把输入的3位代码看作无符号的3位二进制(即全都是正数),并且取VREF=-8V,则输入代码为111时,输出电压V0=7V,而输入代码为000时,输出电压V0=0V。

具有双极性输出电压的D/A转换器
   在前面讲过的D/A转换电路输出电压都是单极性的,得不到正、负极性的输出电压,为此,在D/A转换电路中增设了RB和VB组成的偏移电路,为了使输入代码为100的输出电压等于零,只要使IB与此时的大小相等即可。

   假设再将代码对照一下可以发现,只要把符号位求反,再加上偏移后的D/A转换器上,就可以得到表1所需要得到的输入与输出关系了。为此,在图1中是将符号位经反相器G反相后才加到D/A转换电路上去的。
   通过上面的例子不难总结出构成双极性输出D/A转换器的一般方法:
只要在求和放大器的输入端接入一个偏移电流,使输入最高位为1而其他各位输入为0时的输出 =0,同时将输入的符号位反相后接到一般的D/A转换器的输入,就得到了双极性输出的D/A转换器。

D/A转换器的转换精度和转换速度

一、D/A转换器的转换精度
在D/A转换器中通常用分辨率和转换误差来描述转换精度。
D/A转换器的转换精度通常用分辨率和转换误差来描述。
(1)分辨率——D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。
输入数字量位数越多,输出电压可分离的等级越多,即分辨率越高。在实际应用中,往往用输入数字量的位数表示D/A转换器的分辨率。此外,D/A转换器也可以用能分辨的最小输出电压(此时输入的数字代码只有最低有效位为1,其余各位都是0)与最大输出电压(此时输入的数字代码各有效位全为1)之比给出。N位D/A转换器的分辨率可表示为 。它表示D/A转换器在理论上可以达到的精度。
(2)转换误差
转换误差的来源很多,转换器中各元件参数值的误差,基准电源不够稳定和运算放大器的零漂 的影响等。
   D/A转换器的绝对误差(或绝对精度)是指输入端加入最大数字量(全1)时,D/A转换器的理论值与实际值之差。该误差值应低于LSB/2。
例如,一个8位的D/A转换器,对应最大数字量(FFH)的模拟理论输出值为 , = 所以实际值不应超过  。  
转换速度
(1)建立时间(tset)——指输入数字量变化时,输出电压变化到相应稳定电压值所需时间。一般用D/A转换器输入的数字量NB从全0变为全1时,输出电压达到规定的误差范围(±LSB/2)时所需时间表示。D/A转换器的建立时间较快,单片集成D/A转换器建立时间最短可达0.1μS以内。
(2)转换速率(SR)——大信号工作状态下模拟电压的变化率。
3. 温度系数——指在输入不变的情况下,输出模拟电压随温度变化产生的变化量。一般用满刻度输出条件下温度每升高1℃,输出电压变化的百分数作为温度系数。

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