什么是DAC(数模转换器)
将模拟信号转换成数字信号的电路,称为模数转换器(简称A/D转换器或ADC,Analog to DigitalConverter);将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器(简称D/A转换器或DAC,Digital toAnalog Converter);A/D转换器和D/A转换器已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。
为确保系统处理结果的精确度,A/D转换器和D/A转换器必须具有足够的转换精度;如果要实现快速变化信号的实时控制与检测,A/D与D/A转换器还要求具有较高的转换速度。转换精度与转换速度是衡量A/D与D/A转换器的重要技术指标。随着集成技术的发展,现已研制和生产出许多单片的和混合集成型的A/D和D/A转换器,它们具有愈来愈先进的技术指标。本章将介绍几种常用A/D与D/A转换器的电路结构、工作原理及其应用。
数模(D/A)转换器
转换原理
数字量是用代码按数位组合起来表示的,对于有权码,每位代码都有一定的位权。为了将数字量转换成模拟量,必须将每1位的代码按其位权的大小转换成相应的模拟量,然后将这些模拟量相加,即可得到与数字量成正比的总模拟量,从而实现了数字—模拟转换。这就是组成D/A转换器的基本指导思想。
图11.1.1表示了4位二进制数字量与经过D/A转换后输出的电压模拟量之间的对应关系。 由图11.1.1还可看出,两个相邻数码转换出的电压值是不连续的,两者的电压差由最低码位代表的位权值决定。它是信息所能分辨的最小量,也就是我们所说的用1LSB(Least Significant Bit)表示。对应于最大输入数字量的最大电压输出值(绝对值),用FSR(Full Scale Range)表示。图中1LSB=1kV;1FSR=15kV(k为比例系数)。
图11.1.1D/A转换器输入数字量与输出电压的对应关系
一般组成
n位D/A转换器的方框图如图11.1.2所示。
图11.1.2 n位D/A转换器方框图
D/A转换器由数码寄存器、模拟电子开关电路、解码网络、求和电路及基准电压几部分组成。数字量以串行或并行方式输入、存储于数码寄存器中,数字寄存器输出的各位数码,分别控制对应位的模拟电子开关,使数码为1的位在位权网络上产生与其权值成正比的电流值,再由求和电路将各种权值相加,即得到数字量对应的模拟量。
D/A转换器分类
按解码网络结构不同 | T型电阻网络D/A转换器 | |
倒T型电阻网络D/A转换器 | ||
权电流D/A转换器 | ||
权电阻网络D/A转换器 |
CMOS开关型D/A转换器(速度要求不高)
按模拟电子开关电路的不同 | CMOS开关型D/A转换器(速度要求不高) | |||
双极型开关D/A转换器 | 电流开关型(速度要求较高) | |||
ECL电流开关型(转换速度更高) |
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