了解DAC0832的工作原理|单片机应用技术

D/A转换的基本功能是将一个用二进制数表示的数字量转换为相应的模拟电量。DAC0832实现这种转换的基本方法是：使二进制数的每1位产生—个正比于其权值大小的支路电流。支路电流的总和即为电流形式的D/A转换结果。图8.14是一种利用T形电阻网络实现的8位D/A转换原理示意图。

图8.14中，虚线框是由R-2R组成的电阻网络，无论从那个R-2R节点来看，其等效电阻都是R。因此从参考电压VREF端形成的总电流为：

图8.14　T形电阻网络D/A转换原理图

支路电流与其所在的支路位置有关，具体大小为：

式中n＝8，i＝0～7。

由D0～D7口输入的数字量相当于支路的逻辑开关。若某位的值为0，相应的支路电流将流向电流输出端I02（内部接地）。反之若某位数值为1，相应的支路电流将流向电流输出端I01。显然，I01中的总电流与“逻辑开关”为1的各支路电流的总和成正比，即与D0～D7口输入的二进制数成正比，其简单推导过程为：

可见，DAC0832是电流输出型，转换结果取决于参考电压VREF、待转换的数字量B和电阻网络R。若在此基础上外接运算放大器，可将输出电流I01转换为输出电压V0，DAC0832的电压转换原理如图8.15所示。

图8.15　DAC0832的电压转换原理

由图8.15可见，采用反向运算放大后，输出电压为：

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这表明，将反馈电阻Rfb取值为R，转换电压将正比于VREF和B（与R无关）。输入数字量B为0时，V0也为0；输入数字量为0xff时，V0为最大负值。图中虚线框内为DAC0832的组成，Rfb已集成在片内。

D/A转换器的主要技术指标如下：

1.分辨率

分辨率用以反映D/A转换器对输入量变化的灵敏程度。通常定义为当输入数字量发生单位数码变化时，所对应的输出模拟量的变化量，即等于模拟量输出的满量程值/2n（n为数字量的位数）。实际应用中更多地用输入数字量的位数n来表示，如8位、10位、12位等。对于n位D/A转换器，则其分辨率为n，它能对满刻度的2-n输入做出反应。

2.转换精度

转换精度是指一个实际的D/A转换器与理想的D/A转换器相比较的转换误差。通常可分为绝对精度和相对精度。

绝对精度是指对应于给定的满刻度数字量，D/A转换器实际输出值与理论值之间的误差。D/A转换器实际输出值与理论值之间的误差。它是由D/A转换器增益误差、零点误差、线性误差等引起的。

相对精度是指在满刻度输入校准的情况下，对应于任意数码的模拟量输出值与理论值之间的误差。相对精度的偏差值，通常用数字量最低有效位LSB的位数来表示。

3.稳定时间

稳定时间是描述D/A转换速度快慢的重要参数，指输入数字量变化后，输出模拟量稳定到相应精度范围内所经历的时间。

4.非线性误差

非线性误差指实际转换曲线与理想特性曲线之间的最大偏差。通常用相对于满量程的百分比或LSB的位数来表示，一般要求非线性误差不大±2LSB。

5.温度系数

温度系数指标是反映在规定的温度范围内（一般为-45～+85度），温度每变化1℃度时，相对精度等技术参数的变化量。