在單片集成d/a轉(zhuǎn)換器中，使用最多的是倒t形電阻網(wǎng)絡(luò)d/a轉(zhuǎn)換器。常用的cmos開關(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。下面以4位d/a轉(zhuǎn)換器為例說明其工作原理。
1.電路結(jié)構(gòu)及原理
4位倒t形電阻網(wǎng)絡(luò)d/a轉(zhuǎn)換器的原理圖如1所示。圖中s0—s3為模擬開關(guān)，r-2r
圖1 倒t形電阻網(wǎng)絡(luò)d/a轉(zhuǎn)換器
電路解碼網(wǎng)絡(luò)呈倒t形，運(yùn)算放大器a組成求和電路。模擬開關(guān)si由輸入數(shù)碼di控制，當(dāng)di=1時，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，si則將電阻2r接地。根據(jù)運(yùn)算放大器線性運(yùn)用時虛地的概念可知，無論模擬開關(guān)si處于何種位置，與si相連的2r電阻均將連“地”（地或虛地）。這樣，流經(jīng)2r電阻的電流與開關(guān)位置無關(guān)，為確定值。分析r-2r電阻網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)現(xiàn)，從每個節(jié)點(diǎn)向左看的二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻均為r，流入每個2r電阻的電流從高位到低位按2的整數(shù)倍遞減。設(shè)由基準(zhǔn)電壓源提供的總電流為i(i=vref/r)，則流入各開關(guān)支路（從右到左）的電流分別為i/2、i/4、i/8和i/16。
于是可得總電流
iå=vref/r(d0/24+d1/23+d2/22+d3/21)=vref/(24 ´r)å(di·2i)
輸出電壓
將輸入數(shù)字量擴(kuò)展到n位，可得到n位倒t形電阻網(wǎng)絡(luò)d/a轉(zhuǎn)換器輸出模擬量與輸入數(shù)字量之間的一般關(guān)系式
若將式中 用k表示，中括號內(nèi)的n位二進(jìn)制數(shù)用nb 表示，則將上式改寫為
該式表明，對于在圖1電路中輸入的每一個二進(jìn)制數(shù)nb,均能在其輸出端得到與之成正比的模擬電壓vo。
通過以上分析看到，要是d/a轉(zhuǎn)換器具有較高的精度，對電路中的參數(shù)有以下要求：
² 基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定性好；
² 倒t形電阻網(wǎng)絡(luò)中r和2r電阻比值的精度要高；
² 每個模擬開關(guān)的開關(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，模擬開關(guān)的通電阻也相應(yīng)地按2的整數(shù)倍遞增。
2.電路優(yōu)點(diǎn)
由于在倒t形電阻網(wǎng)絡(luò)d/a轉(zhuǎn)換器中，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間差。電路的這一特點(diǎn)不僅提高了轉(zhuǎn)換速度而且也減小了動態(tài)過程中輸出端可能出現(xiàn)的尖脈沖。它是目前廣泛使用的d/a轉(zhuǎn)換器速度較快的一種。