数模转换器

基本原理

　　将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。

　　为二进制数按位权展开转换成的十进制数值。

构成

　　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。

主要参数

　　1．分辨率

　　D/A转换器的分辨率用最小分辨电压 VLSB和满量程输出电压VFSV的比值来表示

　　2．转换精度

　　在 D/A 转换器中，一般用转换误差来描述转换精度。由于 D/A 转换器的各个环节在参数和性能上与理论值之间不可避免地存在着差异，因此，D/A 转换器的实际输出电压与理想输出电压值之间并不完全一致。D/A 转换器的转换误差是指在稳态工作时，实际模拟输出值和理想输出值之间的偏差。转换误差一般用有效位的倍数决定。

　　偏移误差是指 D/A 转换器输出模拟量的实际起始数值与理想起始数值之差，一般由运算放大器的零点漂移引起，在设计D/A转换电路时，为了减少偏移误差，应选用低漂移的运算放大器。

　　3．转换速度

　　D/A 转换器的转换速度通常用建立时间 tset来描述。建立时间 tset 指从输入数据改变到输出进入规定的误差范围（一般为±1/2LSB）所需的时间。因为输入数字量变化越大，建立时间越长，所以，数据手册中一般给出从全 0 到全1 时的建立时间。普通 D/A 转换器的建立时间为几到几百微秒，如 AD7520 的 建立时间为 1μs；高速 D/A 转换器的建立时间小于几微秒，如 AD9708 的建立时间为 35ns。

分类及特点

　　根据位权网络的不同，可以构成不同类型的DAC，如权电阻网络DAC、R-2R倒T形电阻网络DAC和单值电流型网络DAC等。

　　权电阻网络DAC 的转换精度取决于基准电压VREF，以及模拟电子开关、运算放大器和各权电阻值的精度。它的缺点是各权电阻的阻值都不相同，位数多时，其阻值相差甚远，这给保证精度带来很大困难，特别是对于集成电路的制作很不利，因此在集成的 DAC 中很少单独使用该电路。

　　它由若干个相同的R、2R网络节组成， 每节对应于一个输入位。节与节之间串接成倒T形网络。R-2R倒T形电阻网络DAC是工作速度较快、 应用较多的一种。和权电阻网络比较，由于它只有R、2R两种阻值，从而克服了权电阻阻值多，且阻值差别大的缺点。

　　电流型DAC则是将恒流源切换到电阻网络中，恒流源内阻极大，相当于开路，所以连同电子开关在内，对它的转换精度影响都比较小，又因电子开关大多采用非饱和型的ECL开关电路，使这种DAC可以实现高速转换，转换精度较高。

应用

　　D/A 转换器在电子系统中应用极为广泛，除了在微机系统中将数字量转化为模拟量典型应用之外，还常用于波形生成、各种数字式的可编程应用。

　　1．波形发生器

　　2．数控直流稳压电源

　　3．数字式可编程增益控制电路