权电阻网络D/A转换器的优化方法

一、电路组成

图8.2.2所示为n位权电阻网络D/A转换器，它主要由电子模拟开关S0～Sn－1、权电阻网络、基准电压UREF和求和运算放大器等部分组成。构成权电阻网络的电阻的阻值与该位的位权值成反比。

图8.2.2　n位权电阻网络D/A转换器

二、工作原理

运算放大器反向输入端“虚地”，该点电位总是近似为0。当电子开关S0～Sn－1都接1端时，流入求和运算放大器的总电流i∑为

模拟开关Si受di控制，因此

因运算放大器的输入偏置电流近似为0，故电流i∑＝iF，则运算放大器输出电压为

式（8.2.3）说明输出的电压模拟量uO与输入的二进制数字量d成正比，完成了数/模转换。改变UREF或RF可以改变输出电压的变化范围。

通常取，则可简化为

权电阻网络D/A转换器的优点是电路简单，转换速度也比较快，其转换精度取决于基准电压UREF以及模拟电子开关、运算放大器和各权电阻值的精度。它的缺点是各权电阻的阻值都不相同，位数多时，其阻值相差很大，这给保证精度带来很大困难，特别是对于集成电路的制作很不利，因此在集成的D/A转换器中很少单独使用该电路。(www.xing528.com)

[例8.2.1]　4位权电阻网络D/A转换器，设基准电压UREF＝－8V，2RF＝R，试求：

（1）当输入数字量d3d2d1d0＝0001时，输出电压的值；

（2）当输入数字量d3d2d1d0＝1101时，输出电压的值；

（3）当输入数字量d3d2d1d0＝1111时，输出电压的值。

解：

（1） 将d3d2d1d0＝（0001）2＝（1）10代入式（8.2.4）， 得

（2） 将d3d2d1d0＝（1101）2＝（13）10代入式（8.2.4）， 得

（3） 将d3d2d1d0＝（1111）2＝（15）10代入式（8.2.4）， 得