能够把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件称为数模转换器,数模转换:经数字系统处理后的数字量,有时又要求再转换成模拟量以便实际使用,这种转换称为“数模转换”。
数模转换器电路的各电阻值是按4位二进制数的位权大小取定:位对应的电阻,为23R,相邻低位减半,位对应的电阻最小,为20R。无论D=1还是D=0,各2R支路上端经S都等效为接地,其等效电路如图:
无论开关合向1还是0,电路结构不变,各支路电流不变。开关状态仅仅决定电流是流向运算放大器的虚地端还是流向地端。从输入数字信号的高位D3到低位D0,流入4个结点的电流分别被分流为I3=I/2,I2=I/22,I1=I/23, I0=I/24。从而完成了数模之间的转换。
1.分辨率
指最小输出电压与输出电压之比,也是最小输入数字量1与输入数字量2n-1之比。
2.转换精度
是指输出模拟电压的实际值与理想值之差,即静态转换误差。
它是由于参考电压UR偏离标准值、运算放大器的零点漂移、模拟开关的压降及电阻值的偏差等原因所引起的。除此之外,应选用多位数DAC、选用稳定度高的参考电压源和低零漂的运算放大器与之配合。
3.转换速度
转换速度一般由建立时间决定。从输入由全0突变为全1时开始,到输出电压稳定在FSR±? LSB范围(或以FSR±x%FSR指明范围)内为止,这段时间称为建立时间,它是DAC的响应时间,所以用它衡量转换速度的快慢。
DAC主要由数字寄存器、模拟电子开关、位权网络、求和运算放大器和基准电压源(或恒流源)组成。用存于数字寄存器的数字量的各位数码,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位权成正比的电流值,再由运算放大器对各电流值求和,并转换成电压值。