权电阻网络D-A转换器原理及应用

权电阻网络D-A转换器的基本原理如图12-1所示。

图12-1 权电阻网络D-A转换器的基本原理

这是一个四位权电阻网络D-A转换器。它由权电阻网络电子模拟开关和放大器组成。该电阻网络的电阻值是按四位二进制数的位权大小来取值的，低位最高（2³R），高位最低（2⁰R），从低位到高位依次减半。S₀、S₁、S₂和S₃为4个电子模拟开关，其状态分别受输入代码D₀、D₁、D₂和D₃4个数字信号控制。输入代码D_i为1时，开关S_i连到1端，连接到参考电压U_REF上，此时有一支路电流I_i流向放大器的A节点。D_i为0时，开关S_i连到0端，直接接地，节点A处无电流流入。运算放大器为一反馈求和放大器，此处我们将它近似看做是理想运放。因此我们可得到流入节点A的总电流

可得结论：i∑与输入的二进制数成正比，故而此网络可以实现从数字量到模拟量的转换。

另一方面，对通过运放的输出电压，我们有同样的结论：

运放输出电压(www.xing528.com)

u_o=-i∑R_F （12-2）

将（12-1）式代入，得

将上述结论推广到n位权电阻网络D-A转换器，输出电压的公式可写成：

权电阻网络D-A转换器的优点是电路简单，电阻使用量少，转换原理容易掌握；缺点是所用电阻依次相差一半，当需要转换的位数越多，电阻差别就越大，在集成制造工艺上就越难以实现。为了克服这个缺点，通常采用T型或倒T型电阻网络D-A转换器。