D/A轉(zhuǎn)換器工作原理
D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字量是由二進(jìn)制代碼按數(shù)位組合起來(lái)表示的,任何一個(gè)n位的二進(jìn)制數(shù),均可用表達(dá)式
?? DATA=D020+D121+ D222+…… +Dn-12n-1
?? 來(lái)表示。其中Di=0或1(i=0,1…n-1);20,21,…2n-1分別為對(duì)應(yīng)數(shù)位的權(quán)。
在D/A轉(zhuǎn)換中,要將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量,必須先把每一位代碼按其“權(quán)”的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量,然后將各分量相加,其總和就是與數(shù)字量相應(yīng)的模擬量,這就是D/A轉(zhuǎn)換的基本原理。
D/A轉(zhuǎn)換器的主要組成
基準(zhǔn)電壓VREF
T型(R-2R)電阻網(wǎng)絡(luò)
位切換開(kāi)關(guān)BSi (i=0,1,…,n-1)
運(yùn)算放大器A
輸出電壓VOUT與輸入二進(jìn)制數(shù)D0 ~ Dn-1的關(guān)系
??????
VOUT = -VREF(D020+ D121+ D222+ … + Dn-12n-1)/ 2n
T型網(wǎng)絡(luò)組成的D/A轉(zhuǎn)換器原理圖
D/A轉(zhuǎn)換的原理框圖
D/A轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)
分辨率
反映了D/A轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬量的分辨能力,定義為基準(zhǔn)電壓與2n之比值,其中n為D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù) 。
它就是與輸入二進(jìn)制數(shù)最低有效位LSB(Least Significant Bit)相當(dāng)?shù)妮敵瞿M電壓,簡(jiǎn)稱(chēng)1LSB。在實(shí)際使用中,一般用輸入數(shù)字量的位數(shù)來(lái)表示分辨率大小,分辨率取決于D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。
穩(wěn)定時(shí)間(又稱(chēng)轉(zhuǎn)換時(shí)間)
輸入二進(jìn)制數(shù)變化量是滿量程時(shí),D/A轉(zhuǎn)換器的輸出達(dá)到離終值±1/2LSB時(shí)所需要的時(shí)間。對(duì)于輸出是電流型的D/A轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō),穩(wěn)定時(shí)間是很快的,約幾μs,而輸出是電壓的D/A轉(zhuǎn)換器,其穩(wěn)定時(shí)間主要取決于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。
絕對(duì)精度
指輸入滿刻度數(shù)字量時(shí),D/A轉(zhuǎn)換器的實(shí)際輸出值與理論值之間的偏差。該偏差用最低有效位LSB的分?jǐn)?shù)來(lái)表示,如±1/2LSB或±1LSB。
線性誤差
D/A轉(zhuǎn)換器的種類(lèi)
按數(shù)字量輸入方式,有
并行輸入和串行輸入
按模擬量輸出方式
電流輸出和電壓輸出
按D/A轉(zhuǎn)換的分辯率
低分辯率、中分辯率和高分辯率
評(píng)論
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