《模擬線路》的 DAC 基礎知識

作者：Kevin Duke? 德州儀器

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在上篇博客文章中，我在這里介紹了有關《模擬線路》的?DAC 基礎知識系列博客文章。

雖然我所認識的大多數(shù) IC 設計人員都不敢想產(chǎn)品說明書的這種方法，但產(chǎn)品說明書的用途通常就是說明器件與理想模型的差異。例如，如果半導體供應商能夠設計并制造出完美的、理想運算放大器，我們就不需要運算放大器產(chǎn)品說明書了，因為每個人都知道它們的特定屬性（無限開環(huán)增益、無限輸入阻抗等）。問題是沒有這么簡單。

作為該系列博客文章的開始，Tony?和我想首先簡單介紹一下理想數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 的屬性，然后再深入討論更為復雜的規(guī)范。下圖是理想 DAC 的傳遞函數(shù)，重點列出了我們將要討論的參數(shù)。

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無論是 DAC 還是模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，任何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的最基本屬性都是其分辨率。對于 DAC 來說，分辨率描述了可用來代表模擬輸出信號的數(shù)字域位數(shù)。我們可通過分辨率計算代碼數(shù)量或者可寫入轉(zhuǎn)換器的可能輸入總數(shù)。

應用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部或外部參考電壓非常重要。任何轉(zhuǎn)換器的良好性能都等同于其參考值，因為任何噪聲或參考漂移都會在輸出端體現(xiàn)。我們將在以后的博客文章中介紹參考考慮事項，請實時關注，了解有關該主題的更多信息。

對于 DAC 來說，參考電壓可設定輸出范圍和代碼間的步長。通常將代碼間輸出步長描述為“最低有效位加權(quán)”或 LSB 加權(quán)。我們可利用代碼數(shù)量和參考電壓計算出如下所示的 LSB 加權(quán)。在理想 DAC 中，每個代碼間轉(zhuǎn)換的間隔都是 1 LSB。

這里需要一點技巧，但如果是 n 位，我們實際可計數(shù)到的最高數(shù)是 2ⁿ_?– 1。如果您覺得不好理解，可以考慮 2 位實例。我們可利用 2 位計數(shù) 0、1、2 和 3，但沒有 4 (2⁴)。這種數(shù)字規(guī)律符合大多數(shù) DAC 的內(nèi)部模擬結(jié)構(gòu)，我們將在后續(xù)文章中重點討論。您是否已經(jīng)被我說服打算訂閱該系列文章了呢？現(xiàn)在，完全可通過以下公式計算 DAC 的滿量程輸出范圍。

最后，我們可定義理想 DAC 的傳遞函數(shù)：

下面是需要牢記的理想 DAC 的重要屬性：

• 由參考輸入設定近軌至軌輸出，切記滿量程輸出應為 Vref - 1 LSB；
• 任何兩個順序碼的間隔均正好為 1 LSB；
• 無丟失碼，完全單調(diào)；
• 代碼間的瞬間轉(zhuǎn)換

我將在下篇博客文章中討論用于描述線性度的靜態(tài)規(guī)范，說明實際 DAC 與理想 DAC 的差距。

閱讀原文,? 請參見:?http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2013/03/08/dac-essentials-the-pursuit-of-perfection.aspx

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