D/A转换器工作原理与性能指标

　1.D/A转换器工作原理

图　T型电阻网络

　　假设D3、D2、D1、D0全为1，则BS3、BS2、BS1、BS0全部与“1”端相连。根据电流定律，有：
　　
　　由于开关 BS3 ~ BS0 的状态是受要转换的二进制数 D3、D2、D1、D0 控制的，并不一定全是“1”。因此，可以得到通式：
　　
　　
　　考虑到放大器反相端为虚地，故：
　　 
　　选取 Rfb  = R ，可以得到：
　　 
　　对于 n 位 D/A 转换器，它的输出电压VOUT与输入二进制数B（ Dn-1~ D0） 的关系式可写成：
　　 
　　括号中的部分正是输入的数字量。由此，实现了将二进制数字量转换为一一对应的模拟量。
　　2.D/A转换器的性能指标
　　D/A转换器性能指标是衡量芯片质量的重要参数，也是选用D/A芯片型号的依据。主要性能指标有：
　　（1）分辨率
　　（2）转换精度
　　（3）偏移量误差
　　（4）稳定时间
　　①分辨率
　　分辨率--是指 D/A 转换器能分辨的最小输出模拟增量，即当输入数字发生单位数码变化时所对应输出模拟量的变化量，它取决于能转换的二进制位数，数字量位数越多，分辨率也就越高 。其分辨率与二进制位数n呈下列关系：
　　分辨率 = 满刻度值/（2n-1）=VREF / 2n
　　②转换精度
　　转换精度--是指转换后所得的实际值和理论值的接近程度。它和分辨率是两个不同的概念。例如，满量程时的理论输出值为10V，实际输出值是在9.99V~10.01V之间，其转换精度为±10mV。对于分辨率很高的D/A转换器并不一定具有很高的精度。
　　③偏移量误差
　　偏移量误差--是指输入数字量时，输出模拟量对于零的偏移值。此误差可通过D/A转换器的外接VREF和电位器加以调整。
　　④稳定时间
　　稳定时间--是描述D/A转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量变化到输出模拟量达到终值误差1/2LSB时所需的时间。显然，稳定时间越大，转换速度越低。对于输出是电流的D/A转换器来说，稳定时间是很快的，约几微秒，而输出是电压的D/A转换器，其稳定时间主要取决于运算放大器的响应时间。