T型电阻网络DAC
按解码网络 D/A 结构分类 转 换
倒T形电阻网络DAC 权电流DAC 权电阻网络DAC
器
按模拟电子开 CMOS开关型DAC 关电路分类 双极型开关型DAC
电流开关型DAC
ECL电流开关型DAC
6
9.1.1 倒T形电阻网络D/A转换器
1、原理电路
输入二进制数
求和运算放大器
(LSB)
数字量 n位
DAC
模拟量
O = K NB
3
2. 实现D/A转换的基本思想
将二进制数NB＝(11001)B转换为十进制数。 ND＝b4×24＋b3×23＋b2×22＋b1×21＋b0×20
＝1×24＋1×23＋0×22＋0×21＋1×20
数字量是代码按数位组合而成的, 对于有权码,每位代码都 有一定的权值，如能将每一位代码按其权的大小转换成相应 的模拟量, 然后，将这些模拟量相加,即可得到与数字量成正 比的模拟量, 从而实现数字量-----模拟量的转换。
7
9.1.1 倒T形电阻网络D/A转换器
2、D/A转换器的倒T形电阻网络
流过各开关支路的电流：I3 =？I2 =？ I1 =？ I0 =？ 基准电源VREF提供的总电流为：I =？
R
R
R
R
A
B
C
D
I/16
I/8
I/4
I/2
2R
2R
A
I/16
I0 2R
R B
I/8
I1 2R I2 2R I3
R
R
I/4 C
I0 R 2R
I1 R
2R
I2 2R
R
I3 I +VREF
总电流： 输出模拟电压：
i ＝D0 I0 + D1I1 +D2 I2 +D3 I3
V DDDD
( ) REF
0
1
2
3
R 24
23
22
21
RV3
O iR f R f 2 R 4Ei F 0(D i2i )
9
4位倒T形电阻网络DAC的输出模拟电压：
模拟电子开关
D0
D1
(MSB)
Rf
D2
D3 i
–
+
输 出
vO
模
拟
电阻网络
电
2R
S0
S1
S2
S3
压
2R
I/16 R
2R
I/8 R
2R
I/4 R
2R
I/2
+VREF
基准电压
I
I
I
I
I
根DD据ii==何运10,,种放SS1位ii••6线将接电模置性电运阻拟，运阻算8网电与用放2S络子R时i大相接开虚器连4地地关的反的2相概R电端2念阻，可将电知接，流“无Ii地流论”入模求拟或开虚和关地电。S路i处于 • 求和运算放大器
D4
D3
D2
D1 D0
模拟量
11
1
1
1
11
实际的权电流D/A转换器电路
基准电流产生电路
(M SB )
D3
D2
(LSB)
D1
D0
i
+VREF R1
I REF
VREF R1
S3
+ A2
–
I
-
2
Tr
T3
T2
+
IRE
IE3
F
S2
S1
S0
I
I
I
4
8
16
T1
T0
TC
IE2
IE1
IEO
R
2R
2R
2R
2R 2R
–VEE
R
R
R
Rf
–
A1
O
+
I 16
O
VREF R1
Rf 2n
n1
Di 2i
i0
IEC
偏
置
IBB 电
流
各BJT的 发射
结电压相等
O i R f R 2 fV 4 R R 1 E F(D 32 3 D 22 2 D 12 1 D 02 0 )
13
9.1.4 D/A转换器的输出方式
表9.1.1 8位D/A转换器在单极性输出时的输入/输出关系
D7
D6
D5
III I O iR f R f(2 D 3 4 D 2 8 D 1 1D 0 6 )
I
R (D 2 3 D 2 2 D 2 1 D 2 0)
2 4
f
3
2
1
0
I
3
R D2i
24
f
i
i0
在恒流源电路中，各支路权电流的大小均不受开关导通电阻和 压降的影响，这样降低了对开关电路的要求，提高了转换精度1。2
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关于倒T型电阻网络D/A转换器精度的讨论
为提高倒T型电阻网络D/A转换器的精度，对电路参数的要求：
OV2RE nFR Rf ni01(Di 2i)
(LSB)
D0
D1
(MSB
D2
D) 3
i
Rf
–
A
O
+
S0
S1
S2
S3
(1) 基准电压稳定性好；
2R
2R
2R
2R
2R
R
R
R
+VREF
(2) 倒T形电阻网络中R和2R电阻比值的精度要高；
4
3. D/A转换器的组成:
基 准 电 压
n位 数 字 数 码
量 输 入 寄 存 器
n位 模
拟 开 关
解 码 网 络
求 和 模 拟 量 电 路 输 出
存放数字量 的各位数码
由输入数字 量控制
产生权电流
将权电流相 加产生与输入 成正比的模拟 电压
DAC的数字数据可以并行输入也可串行输入 5
4. D/A转换器的分类:
D I/2
I VREF
I
R
VREF
流入每个2R电阻的电流从高位到低位按2的整数倍递减。
I3= VREF / 2R I2= VREF / 4R I1= VREF / 8R I0= VREF /16 R 8
3. 工作原理：
(LSB)
D0
D1
(MSB
D2
D) 3
i
Rf –
A
O
+
S0
S1
S2
S3
2R
2R
1
将温度、压力、流 量、应力等物理量 转换为模拟电量。
计算机进行数字处 理（如计算、滤 波）、保存等
用模拟量作为 控制信号模拟 传感器A源自 转D换器数字控制 计算机
D/A 转换器
模拟 控制器
工业生产过程控制对象
ADC和DAC已成为数字系统中不可缺少的接口电路。
2
9.1 D/A转换器
1、概述: 将数字量转换为与之成正比模拟量。
O iRf
RRf V2RE4F
3 i0
(Di 2i)
n 位倒T形电阻网络DAC有：
OV2RE nFR Rf ni01(Di 2i)
令：
K VREF Rf , 2n R
则 O = – K NB
n1
NB (Di 2i ) i0
在电路中输入的每一个二进制数，均能得到与之成正比的模拟 电压输出。
(3) 每个模拟开关的开关电压降要相等。
(4) 运放的零漂要小； 为进一步提高D/A转换器的精度，可采用权电流型D/A转换器。
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权电流D/A转换器
(LSB)
D0
D1
(MSB)
D2
D3
i
S0 –VREF
S1
I 16
S2
I
I
8
4
S3
I 2
Rf
–
O
+
Di =1时，开关Si接运
放的反相端;
Di= 0时，开关Si接地。
Analog Digital Converter and Digital Analog Converter
教学基本要求
1、掌握倒T形电阻网络D/A转换器(DAC)、集成D/A转 换器7533的工作原理及相关计算。 2、掌握并行比较、逐次比较、双积分A/D转换器(ADC) 的工作原理及其特点。 3、正确理解D/A、A/D转换器的主要参数。