發布日期：2022-04-20 點擊率：46
數模轉換器，又稱D/A轉換器，簡稱DAC，它是把數字量轉變成模擬的器件。D/A轉換器基本上由4個部分組成，即權電阻網絡、運算放大器、基準電源和模擬開關。模數轉換器中一般都要用到數模轉換器，模數轉換器即A/D轉換器，簡稱ADC，它是把連續的模擬信號轉變為離散的數字信號的器件。
最常見的數模轉換器是將并行二進制的數字量轉換為直流電壓或直流電流，它常用作過程控制計算機系統的輸出通道，與執行器相連，實現對生產過程的自動控制。數模轉換器電路還用在利用反饋技術的模數轉換器設計中。
DAC主要由數字寄存器、模擬電子開關、位權網絡、求和運算放大器和基準電壓源(或恒流源)組成。用存于數字寄存器的數字量的各位數碼，分別控制對應位的模擬電子開關，使數碼為1的位在位權網絡上產生與其位權成正比的電流值，再由運算放大器對各電流值求和，并轉換成電壓值。
根據位權網絡的不同，可以構成不同類型的DAC，如權電阻網絡DAC、R–2R倒T形電阻網絡DAC和單值電流型網絡DAC等。權電阻網絡DAC的轉換精度取決于基準電壓VREF，以及模擬電子開關、運算放大器和各權電阻值的精度。它的缺點是各權電阻的阻值都不相同，位數多時，其阻值相差甚遠，這給保證精度帶來很大困難，特別是對于集成電路的制作很不利，因此在集成的DAC中很少單獨使用該電路。
它由若干個相同的R、2R網絡節組成，每節對應于一個輸入位。節與節之間串接成倒T形網絡。R–2R倒T形電阻網絡DAC是工作速度較快、應用較多的一種。和權電阻網絡比較，由于它只有R、2R兩種阻值，從而克服了權電阻阻值多，且阻值差別大的缺點。
電流型DAC則是將恒流源切換到電阻網絡中，恒流源內阻極大，相當于開路，所以連同電子開關在內，對它的轉換精度影響都比較小，又因電子開關大多采用非飽和型的ECL開關電路，使這種DAC可以實現高速轉換，轉換精度較高。
模擬信號在時域上是連續的，因此可以將它轉換為時間上連續的一系列數字信號。這樣就要求定義一個參數來表示新的數字信號采樣自模擬信號速率。這個速率稱為轉換器的采樣率(samplingrate)或采樣頻率(samplingfrequency)。可以采集連續變化、帶寬受限的信號(即每隔一時間測量并存儲一個信號值)，然后可以通過插值將轉換后的離散信號還原為原始信號。這一過程的精確度受量化誤差的限制。然而，僅當采樣率比信號頻率的兩倍還高的情況下才可能達到對原始信號的忠實還原，這一規律在采樣定理有所體現。由于實際使用的模擬數字轉換器不能進行完全實時的轉換，所以對輸入信號進行一次轉換的過程中必須通過一些外加方法使之保持恒定。常用的有采樣-保持電路，在大多數的情況里，通過使用一個電容器可以存儲輸入的模擬電壓，并通過開關或門電路來閉合、斷開這個電容和輸入信號的連接。許多模擬數字轉換集成電路在內部就已經包含了這樣的采樣-保持子系統。
D/A轉換器的主要特性指標包括以下幾方面：
分辨率指最小輸出電壓(對應的輸入數字量只有最低有效位為“1”)與最大輸出電壓(對應的輸入數字量所有有效位全為“1”)之比。如N位D/A轉換器，其分辨率為1/(2^N-1)。在實際使用中，表示分辨率大小的方法也用輸入數字量的位數來表示。
線性度用非線性誤差的大小表示D/A轉換的線性度。并且把理想的輸入輸出特性的偏差與滿刻度輸出之比的百分數定義為非線性誤差。
轉換精度D/A轉換器的轉換精度與D/A轉換器的集成芯片的結構和接口電路配置有關。如果不考慮其他D/A轉換誤差時，D/A的轉換精度就是分辨率的大小，因此要獲得高精度的D/A轉換結果，首先要保證選擇有足夠分辨率的D/A轉換器。同時D/A轉換精度還與外接電路的配置有關，當外部電路器件或電源誤差較大時，會造成較大的D/A轉換誤差，當這些誤差超過一定程度時，D/A轉換就產生錯誤。在D/A轉換過程中，影響轉換精度的主要因素有失調誤差、增益誤差、非線性誤差和微分非線性誤差。
轉換速度轉換速度一般由建立時間決定。從輸入由全0突變為全1時開始，到輸出電壓穩定在FSR±?LSB范圍(或以FSR±x%FSR指明范圍)內為止，這段時間稱為建立時間，它是DAC的最大響應時間，所以用它衡量轉換速度的快慢。
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