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利用电阻阵列可以构成简单的DA的方法(转)

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米其林r|  楼主 | 2011-2-26 02:41 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
在项目开发中处理DTMF拨号解码功能时(基于MSP430单片机实现DTMF拨号解码器功能的方案),了解到用电阻网络可以构成D/A功能,就专门利用2个多小时收集了下这个方面的资料,通过电阻网络实现D/A功能,以后碰到没有内部DA功能的控制器时,利用几个电阻和运放估计就可以实现了,
这里有个高清的PPT文档,详解DA转换器的基本原理.ppt,讲的很详细,通过这个ppt和下面的一篇**的学习,估计要实现这个方面的功能估计没有什么问题了,

下面附了网上转的一篇**。
背景知识:
随着通信、多媒体技术和图像处理技术的快速发展,数字信号处理中的数模转换器(Digital-Analog Converter,即DAC)被广泛应用于数字无线系统、通信、计算机、高精度成像系统和视听系统,而数字信号处理的各种数字信号,最终要通过数模转换技术,变为可输出的模拟信号。数模转换器的好坏直接影响整个系统的性能。由于数字信号处理技术的飞速发展,要求DAC具有足够高的数据处理速度和足够高的精度。然而,考虑到芯片的实际应用,在不损失电路性能的前提下,降低成本便成为首要任务。在∑-△型DAC高成本的不利因素下,各式各样的DAC都为了降低成本,提高精度而努力。
基本原理:
电阻列阵DAC又称为权电阻网络DAC。如图,它由模拟开关S、权电阻网络、求和放大器和参考电压Vref组成。

模拟开关S受输入二进制码do,di,d2,d3控制。当di=1时,S,将权电阻网络中相应的电阻和参考电压Vref接通,有支路电流Ii流向求和放大器;当di=0时,S*将权电阻网络中相应的电阻接地,支路电流为0。权电阻网络由4个按二进制规律排列的电阻23R,22R,21R, 20R组成,所有电阻的一端接在运算放大器的反相端,另一端分别与相应的模拟开关相连。最高有效位(MSB)的权电阻RMSB为R,最低有效位(Least Significant Bit缩写为“B)的权电阻RLSB=23R。也就是说,二进制权码的位权越大,对应的权电阻越小。
下面对转换输出模拟电压Vom与输入数字量d。之间的关系进行定量的分析。当输入二进制码中某位di=1时,开关Si接至参考电压Vref,由于运放为理想运放,反相端虚地电位为零,这时电阻支路中的电流为:
[[image:bk070539-2.jpg
当输入二进制码中某位di=0时,S;开关接地,Ii=0。因此,可得出对应于第i位数字量到模拟量的转换表达式为:

根据运放虚断原理,运放的输入不取电流,所以有:

因为RF=R/2,代入上式得

进一步推广到当n位权电阻网络DAC,当反馈电阻RF为R/2时,输出电压为

从上式可以看出DAC输出的模拟电压正比于输入的数字量Dn,实现了从数字量到模拟量的转换。当Dn=0时,Vo=O,当D_=111...11时,

所以可以得出DAC输出巧的最大变化范围为:

权电阻网络型DAC的精度取决于参考电压Vref、模拟开关Si、运算放大器及各权电阻的精度。为了保证精度,网络中每个权电阻的阻值都要很精确。但权电阻解码网络中阻值范围太宽,最高位电阻RMSB与最低位电阻RLSB之比为1:2N-1,即当N=11时,其比值为1:1024。若RMSB=2kO, RisB=2.048MO。一般利用集成工艺制造如此大的阻值是很困难的,从产品成本控制上也不允许。

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沙发
huzixian| | 2011-2-26 10:57 | 只看该作者
图片看不清楚啊

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板凳
明天我还来| | 2011-2-26 22:12 | 只看该作者
向楼主致敬

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