权电阻网络四位数模转换器

权电阻网络四位数模转换器

1、原理图：

2、原理分析：

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Dx，从而实现了从数字量到模拟量的转换。当Dx=0时v0=0；当

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

表格分析：DAC 预置输入数据为5，此时S 3S 2S 1S 0=0101，而输出V 0=1.00v ；DAC 预置输入数据为A ，此时S 3S 2S 1S 0=1010，而输出V 0=2.00v ；DAC 预置输入数据为F ，此时S 3S 2S 1S 0=1111,而输出V 0=3.00v 。

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

1

1

24

-=

151

≈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。