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    數模與模數轉換器(二)
    作者:admin 2012/4/17 15:28:32   字體 【

    倒T形電阻網絡D/A轉換器

     為了克服權電阻網絡D/A轉換器中電阻阻值相差太大的問題,又設計了稱為倒T形電阻網絡的D/A轉換器.
    在單片集成D/A轉換器中,使用最多的是倒T形電阻網絡D/A轉換器。

    S0~S3為模擬開關,R—2R電阻解碼網絡呈倒T形,運算放大器A構成求和電路。Si由輸入數碼Di控制,當Di=1時,Si接運放反相輸入端(“虛地”),Ii流入求和電路:當Di=0時,Si將電阻2R接地。

    無論模擬開關Si處于何種位置,與Si相連的2R電阻均等效接“地”(地或虛地)。這樣流經2R電阻的電流與開關位置無關,為確定值。
    在計算倒T形電阻網絡中各支路的電流時,可以將電阻網絡等效地畫成圖7所示電路.分析R—2R電阻解碼網絡不難發現,從每個接點向左看的二端網絡等效電阻均為R,流入每個2R電阻的電流從高位到低位按2的整倍數遞減。設由基準電壓源提供的總電流為I(I=VREF/R),則流過各開關支路(從右到左)的電流分別為I/2、I/4、I/8和I/16。
     
                                     
    要使D/A轉換器具有較高的精度,對電路中的參數有以下要求:
    (1)基準電壓穩定性好;
    (2)倒T形電阻網絡中R和2R電阻的比值精度要高;
    (3)每個模擬開關的開關電壓降要相等。為實現電流從高位到低位按2的整倍數遞減,模擬開關的導通電阻也相應地按2的整倍數遞增。

    由于在倒T形電阻網絡D/A轉換器中,各支路電流直接流入運算放大器的輸入端,它們之間不存在傳輸上的時間差。電路的這一特點不僅提高了轉換速度,而且也減少了動態過程中輸出端可能出現的尖脈沖。它是目前廣泛使用的D/A轉換器中速度較快的一種。常用的CMOS開關倒T形電阻網絡D/A轉換器的集成電路有AD7520(10位)、DAC1210(12位)和AK7546(16位高精度)等,倒T型電阻網絡的單片集成D/A轉換器CB7520(AD7520)它的輸入為10位二進制數,采用CMOS電路構成的模擬開關.

    使用CB7520時需要外加運算放大器,運算放大器的反饋電阻可以使用CB7520內設的反饋電阻R,也可以另外選擇反饋電阻接到與之間.

    權電流型D/A轉換器
      
       在前面分析權電阻網絡D/A轉換器的過程中,都把模擬開關當作理想開關處理,沒有考慮到它們的導通電阻和導通壓降.而實際上這些開關總有一定的導通電阻和導通壓降,而且每個開關的情況又不完全相同,它們的存在無疑將引起轉換誤差,影響轉換精度.
    盡管倒T形電阻網絡D/A轉換器具有較高的轉換速度,但由于電路中存在模擬開關電壓降,當流過各支路的電流稍有變化時,就會產生轉換誤差。為進一步提高D/A轉換器的轉換精度,可采用權電流型D/A轉換器。

    原理電路。
       這組恒流源從高位到低位電流的大小依次為I/2、I/4、I/8、I/16,和輸入的二進制數對應位的”權”成正比.由于采用了恒流源,每個支路的電流的大小不再受開關的內阻和壓降的影響,從而降低了對開關電路的要求.
     
       當輸入數字量的某一位代碼Di=1時,開關Si接運算放大器的反相輸入端,相應的權電流流入求和電路;當Di=0時,開關Si接地。分析該電路可得出

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     


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