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    數模與模數轉換器(三)
    作者:admin 2012/4/18 12:49:22   字體 【

    具有雙極性輸出的D/A轉換器

       因為在二進制算術運算中通常都把帶符號的數值表示為補碼的形式,所以,希望D/A轉換器能夠把以補碼形式輸入的正、負極性數分別轉換成正、負極極性的模擬電壓。
       現以輸入為3位的二進制補碼的情況為例,說明轉換的原理。3位二進制補碼可以表示從+3到-4之間的任何整數,它們與十進制的對應關系以及希望得到的輸出模擬電壓.

       D/A轉換電路中,如果沒有接入反相器G和偏移電阻RB,它就是一個普通的3位倒T形電阻網絡D/A轉換器。在這種情況下,如果把輸入的3位代碼看作無符號的3位二進制(即全都是正數),并且取VREF=-8V,則輸入代碼為111時,輸出電壓V0=7V,而輸入代碼為000時,輸出電壓V0=0V。

    具有雙極性輸出電壓的D/A轉換器
       在前面講過的D/A轉換電路輸出電壓都是單極性的,得不到正、負極性的輸出電壓,為此,在D/A轉換電路中增設了RB和VB組成的偏移電路,為了使輸入代碼為100的輸出電壓等于零,只要使IB與此時的大小相等即可。

       假設再將代碼對照一下可以發現,只要把符號位求反,再加上偏移后的D/A轉換器上,就可以得到表1所需要得到的輸入與輸出關系了。為此,在圖1中是將符號位經反相器G反相后才加到D/A轉換電路上去的。
       通過上面的例子不難總結出構成雙極性輸出D/A轉換器的一般方法:
    只要在求和放大器的輸入端接入一個偏移電流,使輸入最高位為1而其他各位輸入為0時的輸出 =0,同時將輸入的符號位反相后接到一般的D/A轉換器的輸入,就得到了雙極性輸出的D/A轉換器。

    D/A轉換器的轉換精度和轉換速度

    一、D/A轉換器的轉換精度
    在D/A轉換器中通常用分辨率和轉換誤差來描述轉換精度。
    D/A轉換器的轉換精度通常用分辨率和轉換誤差來描述。
    (1)分辨率——D/A轉換器模擬輸出電壓可能被分離的等級數。
    輸入數字量位數越多,輸出電壓可分離的等級越多,即分辨率越高。在實際應用中,往往用輸入數字量的位數表示D/A轉換器的分辨率。此外,D/A轉換器也可以用能分辨的最小輸出電壓(此時輸入的數字代碼只有最低有效位為1,其余各位都是0)與最大輸出電壓(此時輸入的數字代碼各有效位全為1)之比給出。N位D/A轉換器的分辨率可表示為 。它表示D/A轉換器在理論上可以達到的精度。
    (2)轉換誤差
    轉換誤差的來源很多,轉換器中各元件參數值的誤差,基準電源不夠穩定和運算放大器的零漂 的影響等。
       D/A轉換器的絕對誤差(或絕對精度)是指輸入端加入最大數字量(全1)時,D/A轉換器的理論值與實際值之差。該誤差值應低于LSB/2。
    例如,一個8位的D/A轉換器,對應最大數字量(FFH)的模擬理論輸出值為 , = 所以實際值不應超過  。  
    轉換速度
    (1)建立時間(tset)——指輸入數字量變化時,輸出電壓變化到相應穩定電壓值所需時間。一般用D/A轉換器輸入的數字量NB從全0變為全1時,輸出電壓達到規定的誤差范圍(±LSB/2)時所需時間表示。D/A轉換器的建立時間較快,單片集成D/A轉換器建立時間最短可達0.1μS以內。
    (2)轉換速率(SR)——大信號工作狀態下模擬電壓的變化率。
    3. 溫度系數——指在輸入不變的情況下,輸出模擬電壓隨溫度變化產生的變化量。一般用滿刻度輸出條件下溫度每升高1℃,輸出電壓變化的百分數作為溫度系數。

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