權電阻網絡DA轉換器是一種工作原理簡明的權電阻網絡DA轉換電路如圖5.7所示。由于運算放大器的虛短作用,權電阻網絡的
負載電阻可視作零(虛地)。根據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DA轉換。
DA轉換器類別及對比
目前集成DA轉換器按其制作工藝劃分,目前有雙極型和CMOS型兩類。電阻網絡有采用離子注入或擴散電阻條的,但高精度的DA轉換網絡多采
用薄膜電阻。高速雙極型DA轉換器,目前大多采用不飽和晶體管電流模擬開關,其建立時間(穩定時間)可縮短到數十至數百納秒。CMOS型
DA轉換器中采用CMOS模擬開關及驅動電路,雖然這種電路有制造容易、造價低的優點,但轉換速度目前尚不如雙極型的高。
1.靜態參數
1、分辨率分辨率即輸入數字發生單位數碼變化時,所對應輸出模擬量(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
法是采用輸入數字量的位數。位數越高分辨率越高。
2、精度DA轉換器的轉換精度與DA轉換集成芯片的結構和接口配置的電路有關。一般說來,不考慮其它DA轉換誤差時,DA轉換器的分辨率即為
其轉換精度。
3、失調誤差失調誤差是指數字輸入全為O碼時,模擬輸出值與理論輸出值之偏差。對于單極性DA轉換,模擬輸出的理想值為OV;對于雙極
性DA轉換,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整措施實現補償。
5、溫度系數溫度系數是指在規定的使用溫度范圍內,溫度每變化1攝氏度,增益、零點、精度等參數的變化量。
6、饋送誤差饋送誤差是指雜散信號通過DA器件內部電路藕合到輸出端而造成的誤差。
7、線性誤差DA轉換的理想特征應是線性的,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.動態參數
1、建立時間建立時間ts是描述DA轉換速率快慢的一個重要參數,一般指的是輸入數字量變化后,輸出模擬量穩定到相應數值范圍內所經歷
的時間。輸入數字從全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、尖峰尖峰是輸入數碼發生變化時刻產生的瞬時誤差。尖峰的持續時間雖然很短(一般為數十納秒數量級),但幅值可能很大,在有些應用
場合必須采取措施加以避免。5.
D/A轉換器選型一般原則
選擇DA轉換芯片時,主要考慮芯片的性能、結構及應用特性。在性能上必須滿足DA轉換的技術要求;在結構和應用特性上應滿足接口方便、外 圍電路簡單、價格低廉等要求。
1、DA轉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表現的轉換精度和轉換時間。
2、DA轉換芯片的主要結構特性與應用特性選擇DA轉換器的特性主要表現為芯片內部結構的配置狀況。它對DA轉換接口電路設計帶來很大影響
,主要有:
(1)數字輸入特性。數字輸入特性的選擇包括接收數碼制、數據格式以及邏輯電平等。
(2)數字輸出特性。目前多數DA轉換器件均屬電流輸出器件,手冊上通常給出在規定的輸入參考電壓及參考電阻下的滿碼(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)鎖存特性及轉換控制。DA轉換器的這兩個特性將直接影響與CPU的接口設計。
(4)參考源。DA轉換中,參考電壓源是唯一影響輸出結果的模擬參數。