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1、. 9 -2 DAC 的一般工作原理一、解码原理1 基本公式D/A 转换的基本原理涉及到代数基本定律，即任意一个非负整数A ，总可以用一个 t进制数表示为：A= at+at+ +at+at(9-1)(9-1) 式是一个线性多项式， 因此可用线性元件组成的网络来实现解码。 图 9-2 所示是一个电阻解码网络，不难得出：(9-2)其中，（ 9-3）式中为所有电阻均接地时的并联等效电阻，称为t 进制加权网络的特征电阻。显然，这是一个等比级数和的倒数，即：（ 9-4 ）当 n 时有(9-5)2 推导过程在电子系统中，一般 t 2 ，即二进制加权网络， 如图 9-3 所示。在 n 时该网络的特征电阻为：
2、(9-6);.图 9-2 t 制加 阻网 图 9-3二 制加 阻网 于是，当有一个 阻2 i R接 V R ， V O 可表示 (9-7)将 (9-3)式代入上式可得(9-8) 然，当有一个以上 阻分 在 i 、 j 、 k 、 s 、 p 等位上接 V R ， V O 的 可用叠加定理求得(9-9)如果用 a i (i 0， 1， 2， n-1) “ 0 ”表示 i位 阻接地。 ai “ l”表示 i位 阻接 V R， 有(9-10) 就 了由代数基本定律到D/A 的基本原理及 程。二、 D/A 器的基本 构1 阻网 D/A 器解 网 ;.由 阻网、受数字控制的模 开关、基准源三部分构成。图
3、 9-4 阻解 网 解 网的特点每位一个 阻，称 位 阻，n 位需 n 个 阻；取 上（ 阻），按二 制整数代 的 律取 ：、，例如 n=8 ， R=15K ， 位 阻依次 ：、；模 开关每位一个开关，分 由各自数字量控制其切 ，“1 ”接，“ 0”接地，是 型开关，各路切 的 流不同，最大（ 阻 R ），最小（ 阻 ）；基准源 V R I/O 关系由 路 构 可看出：数字量代 不同 开关 S 的状 不同 阻网 构改 。求解原理;.根据（假 n=3 ）的取 ，求出 路的等效内阻， 由此推 出 出 ；求解 果叠加原理求解步 ：a 求解 R 、 2R、的内阻b 分 求出 2R 、 4R 、并 的
4、阻 ；分 求出 R 、 4R、并 的 阻 ；分 求出 R 、 2R、 8R 、并 的 阻 ；分 求出 2R 、 4R 、 8R 、并 的 阻 ；之后，与 R （或 2R 、或 4R 、或）并 ；c 求解，为的分 ；d 求解由于 解 网 路存在等效内阻， 因此 出 （或 流）与内阻和 R L 均有关， 用极 不便， 此需增加 出 路， 行隔离、匹配。由此 出下面两种 型：空 出型；短路 流 出型。空 出型如果，即 出端开路，此 的 出 ：;.补充图 9-1短路电流输出型补充图 9-2利用运放虚地的作用，并把电流转换为电压。公式：注意：此时对地输出为负极性电压，若用负基准源，则可获得正极性输出。权
5、网的优、缺点优点：线路简单、直观；电阻数量少，每位一个电阻，对应一个电压开关；缺点：阻值种类多，n位就是 n种；;.阻值差距极大，最小，最大；各位电阻均要准确（精确）。（致命缺点）该权网在变形权电阻网中被成功的使用。变形权网简介（补充）减小权位数，每阶以链接电阻相接。补充图 9-3相同的三阶权网，通过链接电阻构成12位 DAC 。关键：求解出链接电阻。2 梯形 R-2R 解码网电路结构;.图 9-7 T形 R-2R 电阻网络 D/A 转换电路电阻网；模拟开关；读出电路；基准源 V R 。 I/O 传输关系即求解解码网输出模拟量与输入数字量间关系。各位电流分析因各位模拟开关均为恒流开关， 当解码
6、网输出双电流模拟量的右边接成负反馈状态的读出电路后， 不管开关打在左边或右边， 所有 2R 电阻的下端均接地 （或虚地）。所以，可以根据代码画出等效电路图。公式推导：方法：用叠加原理求解。、与数字量的关系如下：;.（注：指当时，；时，）读出电路（思考：为什么用此电路？）：式中：反馈电阻；R 解码网电阻；3 2nR+ 开关阵解码网简介若 n=8 位，需电阻：个；开关：个。;.图 9-8 2 3 R 电阻分压式 D/A 转换电路4 集成化 D/A 转换器各类的主要优缺点及应用场合分类：双极型和CMOS型双极型：转换速度快，适合于高速转换的场合。CMOS型：优点制造容易、造价低；缺点转换速度较慢。电阻网络：离子注入或扩散电阻条、薄膜电阻离子注入或扩散电阻条：价廉物美，但精度不高；薄膜电阻：高精度。;.