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【电子小百科】D/A转换器③二进制方式

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发表于 2024-1-31 08:00:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
通过接收数字值工作的电路系统叫做二进制方式。
1. 二进制方式 <使用电阻的情况>
二进制方式是根据电路的构成带有加权数据,以下图R-2R梯形电路为代表性例子。R-2R梯形电路为了无论从哪个节点都可以看到电阻值2R的并联,每个节点的电流值都逐渐减半。

二进制方式 使用电阻的情况

二进制方式 使用电阻的情况

【R-2R梯形DAC例】
下图是拥有4bit分辨率的R-2R梯形DAC。
优点是在小面积中可容易做出分辨率为10bit左右的DAC(所需电阻在Nbit的DAC中需要3N个,开关不用很大,也无需解码器),与其他方法相结合,如果是14bit左右的话可以实现。
缺点是为了电阻的高相对精度,在实现高精度时需要对开关(MOSFET的尺寸)和布局(R和2R的匹配性很重要,特别是MSB侧=AO侧的电阻必须准确制作)下功夫。

R-2R梯形DAC例

R-2R梯形DAC例

2. 二进制方式 <使用电容器的情况>
下图是为了展示使用了电容器的DAC想法的概念图。这个DAC需要在开关切换时使用。

二进制方式 使用电容器的情况

二进制方式 使用电容器的情况

【使用了2NC电容器的DAC例】
下图是使用了电容器、4bit分辨率的DAC例子。A0~A3无论哪个开关倒向Vref侧,都能得到不同的Vout电压。此时,放大器右边的两个开关同时ON,为了破坏电荷守恒的关系,在时钟信号下导通时间需要不重叠。
优点是由于电容器的相对精度高,容易获得高精度,另外为了电容器内不产生直流电流,低频时只有放大器电流可低电流消耗。缺点是为了电容器充电和放电,不适用于加速, 在低速时为了弥补漏电流,必须要刷新操作。刷新控制需要对维持刷新中的输出电压等下功夫。

使用了2NC电容器的DAC例

使用了2NC电容器的DAC例

【用了2NC电容器的DAC(有刷新控制)例】
使用了具有刷新控制的CAPA的4bit分辨率DAC。

用了2NC电容器的DAC(有刷新控制)例

用了2NC电容器的DAC(有刷新控制)例

有奖问答:上位bit的电阻间的电压根据下位数据__________
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