什么是权电阻网络DAC(数模转换器)

1.电路结构及原理

下图是4位权电阻网络D/A转换器的原理图，它由权电阻网络、4个模拟开关和1个求和放大器组成。

图7.3 权电阻网络D/A转换器

S₀--S₃为模拟开关，它们的状态分别受输入代码d_i 的取值控制，d_i =1 时开关接参考电压V_REF 上，此时有支路电流I_i 流向求和放大器； d_i =0 时开关接地，此时支路电流为零。

求和放大器是一个接成负反馈的运算放大器。为了简化分析计算，可以把运算放大器近似地看成理想放大器——即它的开环放大倍数为无穷大，输入电流为零（输入电阻为无穷大），输出电阻为零。当同相输入端V₊ 的电位高于反相输入端 V- 的电位时，输入端对地电压 v₀ 为正；当  V-高于  V₊ 时，  v₀ 为负。

当参考电压经电阻网络加到 V- 时，只要 V- 稍高于 V₊  时，便在 v₀  产生很负的输出电压。  v₀ 经 R_F 反馈到  V-端使  V-降低，其结果必然使 。

在认为运算放大器输入电流为零的条件下可以得到

由于 ，因而各支路电流分别为

    （ 时 ， 时 ）

将它们代入输出 v₀中并取 ，则得到

对于n位的权电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为 R/2 时，输出电压的计算公式可写成

上式表明，输出的模拟电压正比于输入的数字量 D_x ，从而实现了从数字量到模拟量的转换。当D_x=0  时v₀=0  ；当 时 ，所以 v₀ 的最大变化范围是 。从上面的分析计算可以看到，在 V_REF 为正电压时输出电压 v₀ 始终为负值。要想得到正的输出电压，可以将  V_REF取为负值。

2.电路优缺点

优点：结构比较简单，所用的电阻元件数很少。

缺点：各个电阻阻值相处较大，尤其在输入信号的位数较多时，这个问题更加突出。要想在极为宽广的阻值范围内保证每个电阻都有很高的精度是十分困难的，尤其对制作集成电路更加不利。为了克服这个缺点，可以采用双级权电阻网络（有兴趣可查阅参考资料）。或者采取其他形式D/A转换器。