R-2R倒T型电阻网络D/A转换器实现原理与优势

一、电路组成

在单片集成D/A转换器中，使用最多的是倒T形电阻网络D/A转换器。

4位倒T形电阻网络D/A转换器的原理图如图8.2.3所示。S0～S3为模拟开关，R－2R电阻解码网络呈倒T形，运算放大器构成求和电路。电子开关Si由输入数码di控制，当di＝1时，Si接运放反相输入端（“虚地”），Ii流入求和电路；当di＝0时，Si将电阻2R接地。

图8.2.3　4位R－2R倒T形电阻网络D/A转换器

无论模拟开关Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻均等效接“地”（地或虚地）。这样流经2R电阻的电流与开关位置无关，为确定值。

二、工作原理

分析R－2R电阻网络不难发现，从A、B、C、D每个节点向左看的二端网络等效电阻均为R，流入每个2R电阻的电流从高位到低位按2的整倍数递减。设由基准电压源提供的总电流为I（I＝UREF/R），则可见流过各开关支路（从右到左）的电流分别为I/2、I/4、I/8和I/16。(www.xing528.com)

于是可得总电流

输出电压

将输入数字量扩展到n位，可得n位倒T形电阻网络D/A转换器输出模拟量与输入数字量之间的一般关系式如下：

若取RF＝R，则

由式（8.2.8）可以看出：输出模拟电压与输入数字量成正比，完成了数/模转换。

倒T形电阻网络D/A转换器中各支路的电流恒定不变，直接流入运算放大器的反相输入端，它们之间不存在传输时间差，有效地减小了动态误差，因而提高了转换速度；并且，电阻只有R、2R两种，为集成电路的设计和制作带来了很大的方便。