1D／A转换器

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册下》第2776页（1621字）

由于构成数字代码的每一位都有一定的“权”，因此，为了将数字量转换成模拟量，必须将每一位代码按其“权”转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，即可得到与该数字量成正比的模拟量。

图8．3－70所示是权电阻D／A转换器电路(以四位为例)，由电子模拟开关、权电阻求和网络、运算放大器和基准电压源等部分组成。其中，电子模拟开关(S₃～S₀)由电子器件构成，受二进制数D₃～D₀控制。当二进制数第k位D_k=1时，开关s_k接到位置1，将基准电源Us经电阻R_k接到运算放大器的反相输入端。当D_k=0时，s_k接到位置0，即直接接地。对于良好的模拟开关，其特性应接近理想开关特性，接通时压降接近于零，断开时电阻接近于无穷大，其中的权电阻求和网络，对应于n位二进制数，则由n个电阻组成，如图中R₀～R₃。各电阻取值是按二进制数各位的权重成反比减少的。权电阻求和网络与运算放大器一起，构成反相输入加法运算电路。这种电路输出模拟电压的大小，直接与输入二进制数的大小成正比，即

图8．3－70 权电阻D／A转换器

此电路的优点是电路简单，但缺点是当位数较多时，电阻的种类较多，很难保证制造精度，且集成困难，所以在实际中未得到广泛应用。

图8．3－71所示为T形电阻网络(以四位为例)，网络中只用R和2R两种阻值的电阻，但电阻的数量是图8．3－70电路的一倍。电路中的电子开关同样受输入数字量的控制。当D_k=1时，S_k接向1端；D_k=0时，S_k接向0端。该电路的模拟量输出为

D／A转换器的主要技术指标如下：

图8．3－71 T形电阻网络D／A转换器

①分辨率——最小输出电压和最大输出电压之比。它取决于D／A转换器的位数。有时也用输入数字量的有效位数表示。

②线性度——通常用非线性误差值表示。

③精度——输出模拟电压的实际值与理想值之差。

④输出电压(或电流)的建立时间－－从输入数字信号起，到输出电压(或电流)到达稳定输出值所需要的时间。目前，十位或十二位单片集成D／A转换器的转换时间一般不超过1μs。

集成电路D／A转换芯片的种类很多，按输入的二进制数的位数，分有八位、十位、十二位和十六位等。例如DAC0832，是具有两个输入数据缓冲器的八位D／A转换器，可与Z80、Z8085等微处理器芯片直接联用。该D／A转换芯片输出的是与输入数字量成正比的模拟电流。将该模拟电流转换成模拟电压，需外加运算放大器。DAC0832的引出端如图8。3－72所示。其中：D₇～D₀为八位数字输入：I_oUT1和I_OUT2为电流输出端，分别接到运算放大器的反相输入端和同相输入端；R_fb为反馈电阻引出端(R_fb与I_oUT1间有内部反馈电阻，但也可外接电阻)；U_cc为正电源；U_R为权电阻网络的参考电压，由外部电路提供，其范围为+10～－10V；DGND、AGND分别为数字地、模拟地；为片选；、分别为写入1、写入2；ILE为输入锁存使能：为转移控制。

图8．3－72 DAC0832引出端