1、電路結(jié)構(gòu)
4位倒t型電阻網(wǎng)絡(luò)d/a轉(zhuǎn)換器的原理如圖1所示。由圖中可以看出,解碼網(wǎng)絡(luò)電阻只有兩種:即r和2r。且構(gòu)成倒t型.故又稱為r-2r0倒t型電阻網(wǎng)絡(luò)dac。其中s0~s3為模擬開(kāi)關(guān),r-2r0電阻解碼網(wǎng)絡(luò)呈倒t形,運(yùn)算放大器a組成求和電路。
圖1倒t型電阻網(wǎng)絡(luò)d/a轉(zhuǎn)換器
2、工作原理
模擬開(kāi)關(guān)si,由輸入數(shù)碼di控制,當(dāng)di=1時(shí)si接運(yùn)算放大器反相端,電流ii流入求和電路;當(dāng)di=0時(shí),si則將電阻2r接地。根據(jù)運(yùn)算放大器線性運(yùn)用的“虛地”的概念可知,無(wú)論模擬開(kāi)關(guān)si處于何種位置,與si相連的2r0電阻均將接 “地”(地或虛地)。余類推,這樣,流經(jīng)2r0電阻的電流與開(kāi)關(guān)位置無(wú)關(guān),為確定值。分析r-2r0電阻網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)現(xiàn),從每個(gè)節(jié)點(diǎn)向左看的二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻均為r,流入每個(gè)2r0電阻的電流從高位到低位按2的整數(shù)倍遞減。設(shè)基準(zhǔn)電壓源電壓為vref,則總電流為i=vref/r,則流過(guò)各開(kāi)關(guān)支路(從右到左)的電流分別為i/2、i/4、i/8和i/16。
于是可得到各支路的總電流
輸出電壓為:
上式表明,對(duì)于在圖1電路中輸入的每一個(gè)二進(jìn)制數(shù) ,均能在其輸出端得到與之成正比的模擬電壓。
3、擴(kuò)展
將輸入數(shù)字量擴(kuò)展到n位,可得到n位倒t型電阻網(wǎng)絡(luò)d/a轉(zhuǎn)換器輸出模擬量與輸入數(shù)字量之間的關(guān)系式
將式中用k表示,中括號(hào)內(nèi)的n位二進(jìn)制數(shù)用nb表示,則上式可改寫(xiě)為vo=-knb
4、優(yōu)缺點(diǎn)
1.各支路電流直接流入運(yùn)算放大器的輸入端,它們之間不存在傳輸上的時(shí)間差,提高了轉(zhuǎn)換速度。
2.減少了動(dòng)態(tài)過(guò)程中輸出端可能出現(xiàn)的尖脈沖。
3.基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定性要好。
4.倒t型電阻網(wǎng)絡(luò)中r和2r電阻比值的精度要高。
5.每個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)電壓降要相等,為實(shí)現(xiàn)電流從高位到低位按2的整數(shù)倍遞減,模擬開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻相應(yīng)地按2的整數(shù)倍遞增。
常用的cmos開(kāi)關(guān)倒t形電阻網(wǎng)絡(luò)d/a轉(zhuǎn)換器的集成電路有ad7520(10位)、dac1210(12位)及ak7546(16位高精度)等。