T型電阻網(wǎng)絡(luò)圖9-3為T型電阻網(wǎng)絡(luò)4位D/A轉(zhuǎn)換器的原理圖。圖9-3中電阻譯碼網(wǎng)絡(luò)是由R和2R兩種阻值的電阻組成T型電阻網(wǎng)絡(luò),運(yùn)算放大器構(gòu)成電壓跟隨器,圖9-3中略去了數(shù)據(jù)鎖存器,電子開關(guān)S3、S2、S1、S0在二進(jìn)制數(shù)D相應(yīng)位的控制下或者接參考電壓VR(相應(yīng)位為1)或者接地 (相應(yīng)位為0)。當(dāng)電子開關(guān)S3、S2、S1、S0全部接地時(shí),從任一節(jié)點(diǎn)a、b、c、d向其左下看的等效電阻都等于R當(dāng)D0單獨(dú)作用時(shí),T型電阻網(wǎng)絡(luò)如圖9-4中的圖(a)所示。把a(bǔ)點(diǎn)左下等效成戴維寧電源,如圖9-4中的圖(b)所示;然后依次把b點(diǎn)、c點(diǎn)、d點(diǎn)它們的左下電路等效成戴維南電源時(shí)分別如圖9-4中的圖(c)、圖(d)、圖(e)所示。由于電壓跟隨器的輸入電阻很大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R,所以D0單獨(dú)作用時(shí),d點(diǎn)電位幾乎就是戴維南電源的開路電壓D0VR/16,此時(shí)轉(zhuǎn)換器的輸出為 [4]當(dāng)采樣率比信號(hào)頻率的兩倍還高的情況下才可能達(dá)到對(duì)原始信號(hào)的忠實(shí)還原,這一規(guī)律在采樣定理有所體現(xiàn)。浦東新區(qū)優(yōu)勢(shì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
N比特電阻分壓型DAC需要2N個(gè)電阻,電流舵DAC則需要2N-1個(gè)電流單元。電阻分壓型數(shù)模轉(zhuǎn)換器利用電阻對(duì)基準(zhǔn)電壓VREF分壓產(chǎn)生1LSB的電壓,I LSB=VREF/2N,電流舵DAC由單位電流IO流過(guò)電阻負(fù)載RL產(chǎn)生的壓降IO*RL產(chǎn)生1LSB的電壓,所以電流舵DAC中的IO和位數(shù)以及RL的大小決定了VouT的幅度,VouT=(2N- I ) *RL*IO 。很明顯,圖5的兩種數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓特性均為單調(diào)性的。兩種數(shù)模轉(zhuǎn)換器的微分非線性誤差(DNL)均由單個(gè)器件的精度所決定,所以DNL會(huì)比較小,假設(shè)單元電流IO的標(biāo)準(zhǔn)偏差(Standard Deviation)為σ(I),則DNL大小為σ(I)/IO,而INL和流到RL上的單元電流個(gè)數(shù)n有關(guān),INL大小為n1/2* σ(I)/IO黃浦區(qū)通用數(shù)模轉(zhuǎn)換器私人定做對(duì)于布局的考慮也是轉(zhuǎn)換輸出選擇中的一個(gè)方面,尤其當(dāng)采用LVDS技術(shù)時(shí)。
數(shù)字量是用代碼按數(shù)位組合起來(lái)表示的,對(duì)于有權(quán)碼,每位代碼都有一定的位權(quán)。為了將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量,必須將每1位的代碼按其位權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量,然后將這些模擬量相加,即可得到與數(shù)字量成正比的總模擬量,從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換。這就是組成D/A轉(zhuǎn)換器的基本指導(dǎo)思想。圖11.1.1表示了4位二進(jìn)制數(shù)字量與經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后輸出的電壓模擬量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 由圖11.1.1還可看出,兩個(gè)相鄰數(shù)碼轉(zhuǎn)換出的電壓值是不連續(xù)的,兩者的電壓差由比較低碼位**的位權(quán)值決定。它是信息所能分辨的**小量,也就是我們所說(shuō)的用1LSB(Least Significant Bit)表示。對(duì)應(yīng)于比較大輸入數(shù)字量的最大電壓輸出值(***值),用FSR(Full Scale Range)表示
根據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)的理論,數(shù)字階梯狀信號(hào)可以看作理想沖激采樣信號(hào)和矩形脈沖信號(hào)的卷積,那么由卷積定理,數(shù)字信號(hào)的頻譜就是沖激采樣信號(hào)的頻譜與矩形脈沖頻譜(即Sa函數(shù))的乘積。這樣,用Sa函數(shù)的倒數(shù)作為頻譜特性補(bǔ)償,由數(shù)字信號(hào)便可恢復(fù)為采樣信號(hào)。由采樣定理,采樣信號(hào)的頻譜經(jīng)理想低通濾波便得到原來(lái)模擬信號(hào)的頻譜。一般實(shí)現(xiàn)時(shí),不是直接依據(jù)這些原理,因?yàn)榧怃J的采樣信號(hào)很難獲得,因此,這兩次濾波(Sa函數(shù)和理想低通)可以合并(級(jí)聯(lián)),并且由于這各系統(tǒng)的濾波特性是物理不可實(shí)現(xiàn)的,所以在真實(shí)的系統(tǒng)中只能近似完成。在轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)中,一般要求非線性誤差不大于±1/2LSB。
工作溫度范圍一般情況下,影響D/A轉(zhuǎn)換精度的主要環(huán)境和工作條件因素是溫度和電源電壓變化。由于工作溫度會(huì)對(duì)運(yùn)算放大器加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)生影響,所以只有在一定的工作范圍內(nèi)才能保證額定精度指標(biāo)。較好的D/A轉(zhuǎn)換器的工作溫度范圍在-40℃~85℃之間,較差的D/A轉(zhuǎn)換器的工作溫度范圍在0℃~70℃之間。多數(shù)器件其靜、動(dòng)態(tài)指標(biāo)均在25℃的工作溫度下測(cè)得的,工作溫度對(duì)各項(xiàng)精度指標(biāo)的影響用溫度系數(shù)來(lái)描述,如失調(diào)溫度系數(shù)、增益溫度系數(shù)、微分線性誤差溫度系數(shù)等。這樣就要求定義一個(gè)參數(shù)來(lái)表示新的數(shù)字信號(hào)采樣自模擬信號(hào)速率。長(zhǎng)寧區(qū)智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器推薦貨源
這個(gè)速率稱為轉(zhuǎn)換器的采樣率(samplingrate)或采樣頻率(samplingfrequency) [2]。浦東新區(qū)優(yōu)勢(shì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
線性誤差線性誤差用來(lái)描述當(dāng)數(shù)字量變化時(shí),D/A轉(zhuǎn)換輸出的電模擬量按比例關(guān)系變化的程度。 模擬量輸出偏離理想輸出的最大值稱為線性誤差。溫度系數(shù)溫度系數(shù)是指在規(guī)定的范圍內(nèi),溫度每變化1℃增益、線性度、零點(diǎn)及偏移等參數(shù)的變化量。溫度系數(shù)直接影響轉(zhuǎn)換精度。 [1]集成的D/A轉(zhuǎn)換器的類型很多,有多種分類方法:1)按其轉(zhuǎn)換方式,可分為并行和串行兩大類;2)按生產(chǎn)工藝,可分為雙極型(TTL型)和CMOS型等,它們的精度和速度各不相同;3)按分辨率,可分為8位、10位、12位、16位等;4)按輸出方式,可分為電壓輸出型和電流輸出型兩類。 [1]浦東新區(qū)優(yōu)勢(shì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)企業(yè)
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