权电阻网络四位数模转换器 2

权电阻网络四位数模转换器

1、原理图：

2、原理分析：

4位权电阻D/A转换器，它由权电阻网络、4个模拟开关和一个求和放大器组成。

S3，S2，S1，S0是4个电子开关，它们的状态分别受输入代码d3、d2、d1、d0的取值控制，代码为1时开关接到电压V ref/R上，代码为0时开关接地。

求和放大器是一个接成负反馈的运算放大器。为了简化分析，可以把运算放大器近似地看成理想放大器——即它的开环放大倍数为无穷大，输入电流为零（输入电阻为无穷大），输

出电阻为零。当同相输入端V+ 的电位高于反相输入端V- 的电位时，输入端对地电压v0为正；当V-高于V+ 时，v0为负。当参考电压经电阻网络加到V- 时，只要V- 稍高于V+ 时，便在v0 产生很负的输出电压。v0经R F反馈到V-端使

V-降低，其结果必然使。在认为运算放大器输入电流为零的条件下可以得到

由于，因而各支路电流分别为

（时，时

）

将它们代入输出v0中并取R f=R/2，则得到

对于n位的权电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为R/2时，输出电压的计算式式可写

上式表明，输出的模拟电压正比于输入的数字量D n，从而实现了从数字量到模拟量的转换。

当Dn=0时v0=0；

当Dn=11...11 时，所以v0的最大变化范

围是。

从上面的分析计算可以看到，在V REF为正电压时输出电压v0始终为负值。要想得到正的输出电压，可以将V REF取为负值。

3、自制表格：

输入输出S0 S1 S2 S3 V0

1 0 1 0

0 1 0 1

1 1 1 1

表格分析：

DAC预置输入数据为5，此时S3S2S1S0=0101，而输出V0= v；DAC预置输入数据为A，此时S3S2S1S0=1010，而输出V0= v；DAC预置输入数据为F，此时S3S2S1S0=1111,而输出V0= v。

4、转换精度的分析：

D/A转换器的转换精度通常用分辨率和转换误差来描述。用D/A转换

器能够分辨出来的最小电压与最大电压之比给出分辨率。而4位转换器的分辨率可以表示为

11

24

-=

15

1

≈0.067 然而，实际能达到的转换精度是由转换误差决定的。造成转换误差有参考电压V 的波动、运放的零点漂移、模拟开关的导通内阻和导通压降、电阻网络中电阻阻值的偏差以及三极管特性的不一致等等。