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D/A�(zhuǎn)換器
閱讀�31499時間�2011-03-29 23:35:25

  D/A�(zhuǎn)換器,又稱�(shù)模轉(zhuǎn)換器,英文稱Digital to Analog Converter,簡�DAC。D/A�(zhuǎn)換器是能將將�(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的電�。D/A�(zhuǎn)換器基本上由4個部分組�,即�(quán)電阻�(wǎng)�(luò)、運算放大器、基�(zhǔn)電源模擬開關(guān)

概述

  D/A�(zhuǎn)換器將輸入的�(shù)字量�(zhuǎn)換為模擬量輸�,數(shù)字量是由若干�(shù)位構(gòu)成的,就是把每一位上的代碼按照權(quán)值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的模擬量,再把各位所對應(yīng)的模擬量相加,所得到各位模擬量的和便是數(shù)字量所對應(yīng)的模擬量�

  在集成化的D/A�(zhuǎn)換器�,通常采用電阻�(wǎng)�(luò)實現(xiàn)將數(shù)字量�(zhuǎn)換為模擬電流,然后再用運算放大器完成模擬電流到模擬電壓的�(zhuǎn)�。目前D/A�(zhuǎn)換集成電路芯片大都包含了這兩個部�,如果只包含電阻�(wǎng)�(luò)的D/A芯片,則需要連接外接運算放大器才能轉(zhuǎn)換為模擬電壓。根�(jù)電阻�(wǎng)�(luò)的結(jié)�(gòu)可以分為�(quán)電阻�(wǎng)�(luò)DAC 、T型電阻網(wǎng)�(luò)DAC、倒T型電阻網(wǎng)�(luò)DAC、權(quán)電流DAC等形��

技�(shù)指標(biāo)

 ?�?)分辨率(Resolution�

  D/A�(zhuǎn)換器的分辨率是指DAC電路所能分辨的最小輸出電壓與滿量程輸出電壓之�。最小輸出電壓是指輸入數(shù)字量只有有效位為1時的輸出電壓,輸出電壓是指輸入數(shù)字量各位全為1時的輸出電壓。DAC的分辨率可用下式表示�

  分辨率=1/�n�1�

  式中,n表示�(shù)字量的二進制位數(shù)�

  DAC�(chǎn)生誤差的主要原因有: 基準(zhǔn)電壓VREF的波動,運放的零點漂�,電組網(wǎng)�(luò)中電阻阻值偏差等原因�

 ?�?)轉(zhuǎn)換誤�

  �(zhuǎn)換誤差常用滿量程FSR(Full Scale Range)的百分數(shù)來表�。有時轉(zhuǎn)換誤差用有效位LSB(Least Significant Bit)的倍數(shù)來表示�

  DAC的轉(zhuǎn)換誤差主要有失調(diào)誤差和滿值誤��

  DAC的分辨率和轉(zhuǎn)換誤差共同決定了DAC的精�。要使DAC的精度高,不僅要選擇位數(shù)高的DAC,還要選用穩(wěn)定度高的參考電壓源V REF和低漂移的運算放大器與其配合�

 ?�?)建立時間(Setting Time�

  建立時間是指輸入�(shù)字量變化�,輸出模擬量�(wěn)定到相應(yīng)�(shù)值范圍所�(jīng)歷的時間,是描述DAC�(zhuǎn)換速度快慢的一個重要參�(shù)�

  其他指標(biāo)還有線性度(Linearity�、轉(zhuǎn)換精度、溫度系�(shù)/漂移等�

分類

 ?�?)電壓輸出型

  電壓輸出型D/A�(zhuǎn)換器雖有直接從電阻陣列輸出電壓的,但一般采用內(nèi)置輸出放大器以低阻抗輸出。直接輸出電壓的器件僅用于高阻抗負載,由于無輸出放大器部分的延遲,故常作為高速D/A�(zhuǎn)換器使用�

 ?�?)電流輸出型

  電流輸出型D/A�(zhuǎn)換器直接輸出電流,但�(yīng)用中通常外接電流一電壓�(zhuǎn)換電路得到電壓輸�。電流一電壓可以直接在輸出引腳上連接一個負載電�,實�(xiàn)電流一電壓�(zhuǎn)換。但多采用的是外接運算放大器的形�。另�,大部分CMOS D/A�(zhuǎn)換器�(dāng)輸出電壓不為零時不能正確動作,所以必須外接運算放大器。由于在D/A�(zhuǎn)換器的電流建立時間上加入了外接運算放入器的延�,使D/A響應(yīng)變慢。此�,這種電路中運算放大器因輸出引腳的�(nèi)部電容而容易起振,有時必須作相位補��

  �3)乘算型

  D/A�(zhuǎn)換器中有使用恒定基準(zhǔn)電壓�,也有在基準(zhǔn)電壓輸入上加交流信號�,后者由于能得到�(shù)字輸入和基準(zhǔn)電壓輸入相乘的結(jié)果而輸出,因而稱為乘算型D/A�(zhuǎn)換器。乘算型D/A�(zhuǎn)換器一般不僅可以進行乘法運算,而且可以作為使輸入信號數(shù)字化地衰減的衰減器及對輸入信號進行�(diào)制的�(diào)制器使用�

  另外,根�(jù)建立時間的長��D/A�(zhuǎn)換器可分為以下幾種類型: 低�D/A�(zhuǎn)換器,建立時間≥100μs;中�D/A�(zhuǎn)換器,建立時間為10�100μs;高�D/A�(zhuǎn)換器,建立時間為1�10μs;較高�D/A�(zhuǎn)換器,建立時間為100ns�1μs;超高�D/A�(zhuǎn)換器,建立時間為�100ns�

  根據(jù)電阻�(wǎng)�(luò)的結(jié)�(gòu)可以分為�(quán)電阻�(wǎng)�(luò)D/A�(zhuǎn)換器、T型電阻網(wǎng)�(luò)D/A�(zhuǎn)換器、倒T型電阻網(wǎng)�(luò)D/A�(zhuǎn)換器、權(quán)電流D/A�(zhuǎn)換器等形��

�(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方�

  �(shù)模轉(zhuǎn)換有兩種�(zhuǎn)換方式:并行�(shù)模轉(zhuǎn)換和串行�(shù)模轉(zhuǎn)��

  1、并行數(shù)模轉(zhuǎn)�

  �1為典型的并行�(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)�(gòu)。虛線框�(nèi)的數(shù)碼操作開�(guān)和電阻網(wǎng)�(luò)是基本部件。圖中裝置通過一個模擬量參考電壓和一個電阻梯形網(wǎng)�(luò)�(chǎn)生以參考量為基�(zhǔn)的分�(shù)值的�(quán)電流或權(quán)電壓;而用由數(shù)碼輸入量控制的一組開�(guān)決定哪一些電流或電壓相加起來形成輸出�。所謂“權(quán)�,就是二進制�(shù)的每一位所代表的�。例如三位二進制�(shù)�111�,右邊�1位的“權(quán)”是 20/23=1/8;第2位是21/23=1/4;第3位是22/23=1/2。位�(shù)多的依次類推。圖2為這種三位�(shù)模轉(zhuǎn)換器的基本電�,參考電壓VREF在R1、R2、R3中產(chǎn)生二進制�(quán)電流,電流通過開關(guān)。當(dāng)該位的值是�0”時,與地接通;�(dāng)該位的值是�1”時,與輸出相加母線接�。幾路電流之和經(jīng)過反饋電阻Rf�(chǎn)生輸出電壓。電壓極性與參考量相反。輸入端的數(shù)字量每變�1,僅引起輸出相對量變�1/23=1/8,此值稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的分辨率。位�(shù)越多分辨率就越高,轉(zhuǎn)換的精度也越�。工�(yè)自動控制系統(tǒng)采用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器大多�10��12�,轉(zhuǎn)換精度達0.5�0.1%�

  2、串行數(shù)模轉(zhuǎn)�

  串行�(shù)模轉(zhuǎn)換是將數(shù)字量�(zhuǎn)換成脈沖序列的數(shù)�,一個脈沖相�(dāng)于數(shù)字量的一個單位,然后將每個脈沖變?yōu)閱挝荒M�,并將所有的單位模擬量相加,就得到與�(shù)字量成正比的模擬量輸�,從而實�(xiàn)�(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)��

  隨著�(shù)字技�(shù),特別是計算機技�(shù)的飛速發(fā)展與普及,在�(xiàn)代控�、通信及檢測等�(lǐng)域,為了提高系統(tǒng)的性能指標(biāo),對信號的處理廣泛采用了�(shù)字計算機技�(shù)。由于系�(tǒng)的實際對象往往都是一些模擬量(如溫度、壓�、位�、圖像等�,要使計算機或數(shù)字儀表能識別、處理這些信號,必須首先將這些模擬信號�(zhuǎn)換成�(shù)字信�;而經(jīng)計算機分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號才能為執(zhí)行機�(gòu)所接受。這樣,就需要一種能在模擬信號與�(shù)字信號之間起橋梁作用的電�--模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器�

維庫電子�,電子知�,一查百��

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