数模转换电路DAC
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Di = 1→ Si接通反相端→Ii流入放大器； Di = 0→ Si接地→Ii流入地。 （3）权电阻R、2R、4R、8R ——
其值与对应的位权成反比，则流过权电阻的电流
与对应的位权成正比。
（4）求和放大器——将各权电阻支路电流在运放中相加，并通
过RF在输出端得到与输入数字信号成正比 的模拟电压。
总电流i为：
8位D/A转换器的最大输出电压为：
uo max
VREF RF 28 R
(28
1)
10 28
(28
1)
9.96V
5-4-4 D/A转换器的主要参数
1．分辨率——指产生的最小输出电压与最大输出电压（满刻度 输出电压）的比值
U LSB 1 U FSR 2n 1
（位数越多，能分辨的最小输出电压变化量就小）
权电阻网络D/A转换器的特点：
VREF 2n
n 1
Di 2i
i0
1）优点——结构简单，适用于各种有权码。
2）缺点——电阻值范围太宽。如n=8时，若R=10kΩ，最小
电阻为5kΩ，最大电阻为27×10kΩ= 1.28MΩ，
要保证每个电阻都有很高的精度非常困难，因此
在集成D/A转换器中很少使用。
5-4-3 T型电阻网络D/A转换器
5-4-1 D/A转换器的基本原理
要把数字量转换为模拟量，必须将每一位代码按其权的大小转 换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加。
D/A转换器的结构如图所示，图中D0～Dn－1是输入的n位二进制
数（如取 n=3）
uo (V)
D0 输入 D1
D n－1
…
7
6
DAC
uo或ui
5 4
输出
3
2
1
0
(a)
什么关系？ 作业题：P71 5-18、19、20 预习：模数转换电路
A/D——模拟信号→数字信号转换，称“模-数(A/D)转换” ADC：能够完成这种转换的电路。
DAC和ADC是沟通模拟和数字电路的桥梁，也称为接口电路。 模拟信号与数字信号之间的转换过程，如图所示。
非电 模拟量
传 模拟
数字
感 器
电信号
ADC 电信号
计 数字 算 电信号 机
模拟
执行
DAC 电信号 机构
20)
例如：当D3D2D1D0 = 0000时→ uo = 0；
当D3D2D1D0 = 0001时→ uo = －VREF /16，
称：最小输出电压（uomin或uLSB)
当D3D2D1D0 =1111时→ uo = －15VREF /16，
称：最大输出电压或满刻度电压（uomax或uFSR)
推广：输入n位二进制数： uo
2．转换精度——指输出模拟电压的实际值与理想值之差。通常 要求误差小于ULSB/2。
3．输出建立时间——从输入数字信号起至输出达到稳定值时所 需要的时间。它反映D/A转换器的工作速 度。一般不超过1μs。
课后小结——见黑板
复习与提问：时序电路的分析方法 思考题
1．权电阻网络D/A转换器实现D/A转换的原理是什么？ 2．倒T型D/A转换器实现D/A转换的原理是什么？ 3．D/A转换器的位数有什么意义？它与分辨率、转换精度有
§5-4 数/模转换电路(DAC)
学习要点： •D/A转换电路原理 •倒T型电阻网络D/A
数模转换电路
5-4-1 转换器的基本原理 5-4-2 权电阻网络D/A转换器 5-4-3 T型电阻网络D/A转换器 5-4-4 D/A转换器的主要参数
退出
D/A——数字信号→模拟信号转换，称“数-模(D/A)转换” DAC： 能够完成这种转换的电路 。
i = I3 + I2 + I1 + I0
VREF 20 R
D3
VREF 21 R
D2
VREF 22 R
D1
VREF 23 R
D0
VREF 23 R
(D3
23
D2
22
D1
21
D0
20
)
输出电压为：
uo
iF RF
i
R 2
（取RF = R/2）
VREF 24
(D3
23
D2
22
D1
21
D0
5-4-2 权电阻网络D/A转换器
IREF
+VREF
I3
I2
I1
I0
R
2R
4R
8R
iF
RF
S3
S2
S1
S0
i
∞
－
+
uo
+
D3
D2
D1
D0
其中：D3D2D1D0——为输入4位二进制数。
电路由四部分组成：
（1）参考（基准）电压VREF ——要求精度高，稳定性好。 （2）电子模拟开关S0、S1、S2、S3 ——
流入运放的电流为
i = I0D0 + I1D1 + I2D2 + I3D3
1 ( 16
D0
1 8
D1
1 4
D2
1 2
D3
)
VREF R
VREF 24 R
(D3
23
D2
22
D1
21
D0
20 )
运放输出的模拟电压为
uo iF RF iRF
VREF RF 24 R
(D3
23
D2
22
D1
21
A
B
C
D
IREF
I/3 R
I/2 R
I/1 R
I/0
+VREF 2R
I3
2R
I2
2R
I1
2R
I0
2R
iF
RF
S3
S2
S1
S0
i －∞
+ +
uo
D3
D2
D1
D0
电路由四部分组成：
（1）基准电压VREF； （2）电子模拟开关S0、S1、S2、S3 （同前） （3）R—2R电阻解码网络；（4）求和放大器。
D 000 001 010 011 100 101 110 111
(b)
D/A转换器的结构示意图和转换特性
(a)示意图
输出模拟电压为：
(b)n=3转换特性
uo = ku（Dn－1·2 n－1 + Dn－2·2 n－2 + … + D1·21 + D0·2 0）
D/A转换电路分两种——1）权电阻网络型 2）倒T型电阻网络型。
D0
20 )
推广：若输入n位二进制数
uo
VREF RF 2n R
n1
Di 2i
i0
例5.5.1 某倒T型电阻网络D/A转换器的基准电压VREF =10V，RF = R 分别求出4位和8位D/A转换器的最小（最低位为1，其他为0）
输出电压uomin和最大（各位全为1）输出电压uomax。 解：4位D/A转换器的最小输出电压为：
uo min
VREF RF 24 R
1 20
10 24
1 20
0.625V
8位D/A转换器的最小输出电压为：
uo min
VREF RF 28 R
1 20
10 28
1 20
0.04V
4位D/A转换器的最大输出电压为：
uo max
VREF RF 24 R
(2 4
1)
10 24
(2 4
1)
9.Leabharlann Baidu75V
其值与对应的位权成反比，则流过权电阻的电流
与对应的位权成正比。
（4）求和放大器——将各权电阻支路电流在运放中相加，并通
过RF在输出端得到与输入数字信号成正比 的模拟电压。
总电流i为：
8位D/A转换器的最大输出电压为：
uo max
VREF RF 28 R
(28
1)
10 28
(28
1)
9.96V
5-4-4 D/A转换器的主要参数
1．分辨率——指产生的最小输出电压与最大输出电压（满刻度 输出电压）的比值
U LSB 1 U FSR 2n 1
（位数越多，能分辨的最小输出电压变化量就小）
权电阻网络D/A转换器的特点：
VREF 2n
n 1
Di 2i
i0
1）优点——结构简单，适用于各种有权码。
2）缺点——电阻值范围太宽。如n=8时，若R=10kΩ，最小
电阻为5kΩ，最大电阻为27×10kΩ= 1.28MΩ，
要保证每个电阻都有很高的精度非常困难，因此
在集成D/A转换器中很少使用。
5-4-3 T型电阻网络D/A转换器
5-4-1 D/A转换器的基本原理
要把数字量转换为模拟量，必须将每一位代码按其权的大小转 换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加。
D/A转换器的结构如图所示，图中D0～Dn－1是输入的n位二进制
数（如取 n=3）
uo (V)
D0 输入 D1
D n－1
…
7
6
DAC
uo或ui
5 4
输出
3
2
1
0
(a)
什么关系？ 作业题：P71 5-18、19、20 预习：模数转换电路
A/D——模拟信号→数字信号转换，称“模-数(A/D)转换” ADC：能够完成这种转换的电路。
DAC和ADC是沟通模拟和数字电路的桥梁，也称为接口电路。 模拟信号与数字信号之间的转换过程，如图所示。
非电 模拟量
传 模拟
数字
感 器
电信号
ADC 电信号
计 数字 算 电信号 机
模拟
执行
DAC 电信号 机构
20)
例如：当D3D2D1D0 = 0000时→ uo = 0；
当D3D2D1D0 = 0001时→ uo = －VREF /16，
称：最小输出电压（uomin或uLSB)
当D3D2D1D0 =1111时→ uo = －15VREF /16，
称：最大输出电压或满刻度电压（uomax或uFSR)
推广：输入n位二进制数： uo
2．转换精度——指输出模拟电压的实际值与理想值之差。通常 要求误差小于ULSB/2。
3．输出建立时间——从输入数字信号起至输出达到稳定值时所 需要的时间。它反映D/A转换器的工作速 度。一般不超过1μs。
课后小结——见黑板
复习与提问：时序电路的分析方法 思考题
1．权电阻网络D/A转换器实现D/A转换的原理是什么？ 2．倒T型D/A转换器实现D/A转换的原理是什么？ 3．D/A转换器的位数有什么意义？它与分辨率、转换精度有
§5-4 数/模转换电路(DAC)
学习要点： •D/A转换电路原理 •倒T型电阻网络D/A
数模转换电路
5-4-1 转换器的基本原理 5-4-2 权电阻网络D/A转换器 5-4-3 T型电阻网络D/A转换器 5-4-4 D/A转换器的主要参数
退出
D/A——数字信号→模拟信号转换，称“数-模(D/A)转换” DAC： 能够完成这种转换的电路 。
i = I3 + I2 + I1 + I0
VREF 20 R
D3
VREF 21 R
D2
VREF 22 R
D1
VREF 23 R
D0
VREF 23 R
(D3
23
D2
22
D1
21
D0
20
)
输出电压为：
uo
iF RF
i
R 2
（取RF = R/2）
VREF 24
(D3
23
D2
22
D1
21
D0
5-4-2 权电阻网络D/A转换器
IREF
+VREF
I3
I2
I1
I0
R
2R
4R
8R
iF
RF
S3
S2
S1
S0
i
∞
－
+
uo
+
D3
D2
D1
D0
其中：D3D2D1D0——为输入4位二进制数。
电路由四部分组成：
（1）参考（基准）电压VREF ——要求精度高，稳定性好。 （2）电子模拟开关S0、S1、S2、S3 ——
流入运放的电流为
i = I0D0 + I1D1 + I2D2 + I3D3
1 ( 16
D0
1 8
D1
1 4
D2
1 2
D3
)
VREF R
VREF 24 R
(D3
23
D2
22
D1
21
D0
20 )
运放输出的模拟电压为
uo iF RF iRF
VREF RF 24 R
(D3
23
D2
22
D1
21
A
B
C
D
IREF
I/3 R
I/2 R
I/1 R
I/0
+VREF 2R
I3
2R
I2
2R
I1
2R
I0
2R
iF
RF
S3
S2
S1
S0
i －∞
+ +
uo
D3
D2
D1
D0
电路由四部分组成：
（1）基准电压VREF； （2）电子模拟开关S0、S1、S2、S3 （同前） （3）R—2R电阻解码网络；（4）求和放大器。
D 000 001 010 011 100 101 110 111
(b)
D/A转换器的结构示意图和转换特性
(a)示意图
输出模拟电压为：
(b)n=3转换特性
uo = ku（Dn－1·2 n－1 + Dn－2·2 n－2 + … + D1·21 + D0·2 0）
D/A转换电路分两种——1）权电阻网络型 2）倒T型电阻网络型。
D0
20 )
推广：若输入n位二进制数
uo
VREF RF 2n R
n1
Di 2i
i0
例5.5.1 某倒T型电阻网络D/A转换器的基准电压VREF =10V，RF = R 分别求出4位和8位D/A转换器的最小（最低位为1，其他为0）
输出电压uomin和最大（各位全为1）输出电压uomax。 解：4位D/A转换器的最小输出电压为：
uo min
VREF RF 24 R
1 20
10 24
1 20
0.625V
8位D/A转换器的最小输出电压为：
uo min
VREF RF 28 R
1 20
10 28
1 20
0.04V
4位D/A转换器的最大输出电压为：
uo max
VREF RF 24 R
(2 4
1)
10 24
(2 4
1)
9.Leabharlann Baidu75V