權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DA轉(zhuǎn)換器是一種工作原理簡明的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DA轉(zhuǎn)換電路如圖5.7所示。由于運算放大器的虛短作用,權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的
負載電阻可視作零(虛地)。根據(jù)反相加法放大器輸入電流求和的特性,不難得出輸出電壓為
由此可見,利用圖5.8的電路也可實現(xiàn)DA轉(zhuǎn)換。
DA轉(zhuǎn)換器類別及對比
目前集成DA轉(zhuǎn)換器按其制作工藝劃分,目前有雙極型和CMOS型兩類。電阻網(wǎng)絡(luò)有采用離子注入或擴散電阻條的,但高精度的DA轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)多采
用薄膜電阻。高速雙極型DA轉(zhuǎn)換器,目前大多采用不飽和晶體管電流模擬開關(guān),其建立時間(穩(wěn)定時間)可縮短到數(shù)十至數(shù)百納秒。CMOS型
DA轉(zhuǎn)換器中采用CMOS模擬開關(guān)及驅(qū)動電路,雖然這種電路有制造容易、造價低的優(yōu)點,但轉(zhuǎn)換速度目前尚不如雙極型的高。
1.靜態(tài)參數(shù)
1、分辨率分辨率即輸入數(shù)字發(fā)生單位數(shù)碼變化時,所對應(yīng)輸出模擬量(電壓或電流)的變化量。在實際使用中,表示分辨率高低更常用的方
法是采用輸入數(shù)字量的位數(shù)。位數(shù)越高分辨率越高。
2、精度DA轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與DA轉(zhuǎn)換集成芯片的結(jié)構(gòu)和接口配置的電路有關(guān)。一般說來,不考慮其它DA轉(zhuǎn)換誤差時,DA轉(zhuǎn)換器的分辨率即為
其轉(zhuǎn)換精度。
3、失調(diào)誤差失調(diào)誤差是指數(shù)字輸入全為O碼時,模擬輸出值與理論輸出值之偏差。對于單極性DA轉(zhuǎn)換,模擬輸出的理想值為OV;對于雙極
性DA轉(zhuǎn)換,此理想值為負域滿量程。
4、增益誤差增益誤差是指實際轉(zhuǎn)換的增益與理論增益之間的偏差值。在一定溫度下,該誤差也可以通過外部調(diào)整措施實現(xiàn)補償。
5、溫度系數(shù)溫度系數(shù)是指在規(guī)定的使用溫度范圍內(nèi),溫度每變化1攝氏度,增益、零點、精度等參數(shù)的變化量。
6、饋送誤差饋送誤差是指雜散信號通過DA器件內(nèi)部電路藕合到輸出端而造成的誤差。
7、線性誤差DA轉(zhuǎn)換的理想特征應(yīng)是線性的,但實際上存在誤差,模擬輸出偏離理想輸出的最大值為線性誤差。
2.動態(tài)參數(shù)
1、建立時間建立時間ts是描述DA轉(zhuǎn)換速率快慢的一個重要參數(shù),一般指的是輸入數(shù)字量變化后,輸出模擬量穩(wěn)定到相應(yīng)數(shù)值范圍內(nèi)所經(jīng)歷
的時間。輸入數(shù)字從全O變到全1(或從全1變到全O)時,建立時間最長,稱為滿量程變化的建立時間。一般器件手冊上給出的都是滿
量程變化建立時間。
2、尖峰尖峰是輸入數(shù)碼發(fā)生變化時刻產(chǎn)生的瞬時誤差。尖峰的持續(xù)時間雖然很短(一般為數(shù)十納秒數(shù)量級),但幅值可能很大,在有些應(yīng)用
場合必須采取措施加以避免。5.
D/A轉(zhuǎn)換器選型一般原則
選擇DA轉(zhuǎn)換芯片時,主要考慮芯片的性能、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用特性。在性能上必須滿足DA轉(zhuǎn)換的技術(shù)要求;在結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特性上應(yīng)滿足接口方便、外 圍電路簡單、價格低廉等要求。
1、DA轉(zhuǎn)換器的主要性能指標所有性能指標在器件手冊上都會給出,在選擇時主要考慮的是以位數(shù)表現(xiàn)的轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換時間。
2、DA轉(zhuǎn)換芯片的主要結(jié)構(gòu)特性與應(yīng)用特性選擇DA轉(zhuǎn)換器的特性主要表現(xiàn)為芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的配置狀況。它對DA轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計帶來很大影響
,主要有:
(1)數(shù)字輸入特性。數(shù)字輸入特性的選擇包括接收數(shù)碼制、數(shù)據(jù)格式以及邏輯電平等。
(2)數(shù)字輸出特性。目前多數(shù)DA轉(zhuǎn)換器件均屬電流輸出器件,手冊上通常給出在規(guī)定的輸入?yún)⒖茧妷杭皡⒖茧娮柘碌臐M碼(全1)輸出電流
,另外還給出最大輸出短路電流以及輸出電壓允許范圍。
(3)鎖存特性及轉(zhuǎn)換控制。DA轉(zhuǎn)換器的這兩個特性將直接影響與CPU的接口設(shè)計。
(4)參考源。DA轉(zhuǎn)換中,參考電壓源是唯一影響輸出結(jié)果的模擬參數(shù)。