2022-2023学年高二物理竞赛课件：权电流型D/A转换器

权电流型D/A转换器 权电流型D/A转换器 1.电路组成 下图所示为四位权电流型D/A转换器的原理图。它由权电流I/16、I/8、I/4、I/2,电子模拟开关S0、S1、S2、S3,基准电压UREF及求和运算放大器组成。 电子模拟开关S0～S3受输入数字信号d0～d3控制,如果第i位数字信号di=1,则相应的开关Si将权电流源接至运算放大器的反相输入端；若di=0,其相应的开关将电流源接地。 权电流型D/A转换器 恒电流源电路经常使用如图所示的电路结构形式。只要在电路工作时UB和UEE稳定不变,则三极管的集电极电流可保持恒定,不受开关内阻的影响。电流的大小近似为   权电流D/A转换器中的电流源 2.工作原理 在权电流型D/A转换器中,有一组恒电流源,每个恒电流源的大小依次为前一个的1/2,和二进制输入代码对应的权成正比。 输出电压为 可见,输出电压u0正比于输入的数字量,实现了数字量到模拟量的转换。权电流D/A转换器各支路电流的叠加方法与传输方式和R－2R倒T型电阻网络D/A转换器相同,因而也具有转换速度快的特点。此外,由于采用了恒流源,每个支路电流的大小不再受开关内阻和压降的影响,从而降低了对开关电路的要求。 采用具有电流负反馈的BJT恒流源电路的权电流D/A转换器： 由倒T形电阻网络分析可知，IE3=I/2，IE2=I/4，IE1=I/8，IE0=I/16，于是可得输出电压为 可推得n位倒T形权电流D/A转换器的输出电压： 基准电流： 四． D/A转换器应用举例 DAC0808是8位权电流型D/A转换器，其中D0～D7是数字量输入端。 用这类器件构成的D/A转换器时，需要外接运算放大器和产生基准电流用的电阻R1。 当VREF=10V、 R1=5kΩ、 Rf=5kΩ时， 输出电压为： DAC0808 D/A转换器输出与输入的关系（ 设VREF=10V） 11.2.6 具有双极性输出的DAC 当输入数字量有±极性时， 希望输出的模拟电压也对应为±。 一、原理 例：输入为3位二进制补码。最高位为符号位，正数为0，负数为1 补码输入 对应的 十进制 要求的 输出 D2 D1 D0 0 1 1 +3 +3V 0 1 0 +2 +2V 0 0 1 +1 +1V 0 0 0 0 0V 1 1 1 -1 -1V 1 1 0 -2 -2V 1 0 1 -3 -3V 1 0 0 -4 -4V 原码输入 对应的 输出 偏移后 的输出 D2 D1 D0 1 1 1 +7V +3V 1 1 0 +6V +2V 1 0 1 +5V +1V 1 0 0 +4V 0V 0 1 1 +3V -1V 0 1 0 +2V -2V 0 0 1 +1V -3V 0 0 0 0V -4V 补码输入 对应的 十进制 要求的 输出 D2 D1 D0 0 1 1 +3 +3V 0 1 0 +2 +2V 0 0 1 +1 +1V 0 0 0 0 0V 1 1 1 -1 -1V 1 1 0 -2 -2V 1 0 1 -3 -3V 1 0 0 -4 -4V D/A *将符号位反相后接至高位输入 *将输出偏移使输入为100时，输出为0 1 二、电路实现 *将符号位反相后接至高位输入 *将输出偏移使输入为100时，输出为0 误差分析 $