1.d/a转换器工作原理
图 t型电阻网络
假设d3、d2、d1、d0全为1,则bs3、bs2、bs1、bs0全部与“1”端相连。根据电流定律,有:
由于开关 bs3 ~ bs0 的状态是受要转换的二进制数 d3、d2、d1、d0 控制的,并不一定全是“1”。因此,可以得到通式:
考虑到放大器反相端为虚地,故:
选取 rfb = r ,可以得到:
对于 n 位 d/a 转换器,它的输出电压vout与输入二进制数b( dn-1~ d0) 的关系式可写成:
括号中的部分正是输入的数字量。由此,实现了将二进制数字量转换为一一对应的模拟量。
2.d/a转换器的性能指标
d/a转换器性能指标是衡量芯片质量的重要参数,也是选用d/a芯片型号的依据。主要性能指标有:
(1)分辨率
(2)转换精度
(3)偏移量误差
(4)稳定时间
①分辨率
分辨率--是指 d/a 转换器能分辨的最小输出模拟增量,即当输入数字发生单位数码变化时所对应输出模拟量的变化量,它取决于能转换的二进制位数,数字量位数越多,分辨率也就越高 。其分辨率与二进制位数n呈下列关系:
分辨率 = 满刻度值/(2n-1)=vref / 2n
②转换精度
转换精度--是指转换后所得的实际值和理论值的接近程度。它和分辨率是两个不同的概念。例如,满量程时的理论输出值为10v,实际输出值是在9.99v~10.01v之间,其转换精度为±10mv。对于分辨率很高的d/a转换器并不一定具有很高的精度。
③偏移量误差
偏移量误差--是指输入数字量时,输出模拟量对于零的偏移值。此误差可通过d/a转换器的外接vref和电位器加以调整。
④稳定时间
稳定时间--是描述d/a转换速度快慢的一个参数,指从输入数字量变化到输出模拟量达到终值误差1/2lsb时所需的时间。显然,稳定时间越大,转换速度越低。对于输出是电流的d/a转换器来说,稳定时间是很快的,约几微秒,而输出是电压的d/a转换器,其稳定时间主要取决于运算放大器的响应时间。