数字电子技术第三高吉祥电子教案第九章.pptVIP

（3）编码网络（代码转换器） 它的作用是将寄存器输出信号编译成相应 的二进制代码。编码网络的函数表达式为： 第六十三页，共九十一页，2022年，8月28日 小结： 优点：转换速度最快 缺点：所需硬件数目很多。如果需要的二 进制代码增加一倍，分压电阻、电压比较器、寄 存器的硬件数目近似增加一倍。如输出n位二进 制代码，需2n个电阻，( 2n -1)个电压比较器和D 触发器以及复杂的编码网络。 应用场合：适用于高速度、高精度要求的 场合。 第六十四页，共九十一页，2022年，8月28日 图9-9 实用的权电流型DAC 第三十一页，共九十一页，2022年，8月28日 在计算各支路的电流时，可以认为2R电阻 的上端都接到了同一个电位上，因而流过每个 2R电阻的电流自左至右依次减少了1/2。为保证 所有三极管的发射结压降相等，在发射结电流较 大的三极管中按比例加大了发射结的面积，在图 中用增加发射极的数目来表示。图中的恒流源 IB0用来给TR、TC、T0~T3提供必要的基极偏置 电流。 第三十二页，共九十一页，2022年，8月28日 运算放大器A1、三极管TR、电阻RR、R组 成了基准电流发生电路。基准电流IREF是由外加 的基准电压VREF和电阻RR决定。由于T3和TR具 有相同的VBE，而发射极回路电阻相差一倍，所 以它们的发射极电流也必然相差一倍。故有： 将式(9-4)代入式(9-3)得: 第三十三页，共九十一页，2022年，8月28日 对于输入为n位二进制数码的这种电路结构 的D/A转换器，输出电压的计算公式可写成： 采用这种权电流型D/A转换电路生产的单片 集成DAC有DC0806、DAC0807、DAC0808。 第三十四页，共九十一页，2022年，8月28日 4. DAC的主要技术指标 （一）分辨率 分辨率是指对输出最小电压的分辨能力。 它是用输入数码只有最低有效位为1时的输出电 压与输入数码为全1时输出满量程电压之比来表 示。 因此分辨率可表示为 第三十五页，共九十一页，2022年，8月28日 （二）转换误差 转换误差常用满量程FSR的百分数来表 示。例如，一个DAC的线形误差为0.05%，就是 说转换误差是满量程输出的万分之五。 有时 转换误差用最低有效位LSB的倍数来 表示。例如，一个DAC的转换误差是LSB/2，则 表示输出电压绝对误差是最低 有效位（LSB） 为1时输出电压的1/2。 第三十六页，共九十一页，2022年，8月28日 DAC的转换误差主要有失调误差和满值误 差。 失调误差是指输入数字量全为0时，模拟输 出值与理论输出值的偏差。 满值误差又称增益误差，是指输入数字量 全为1时，实际输出电压不等于满值的偏差。满 值误差通过调整运放的反馈电阻加以消除。 DAC产生误差的主要原因有：参考电压 VREF的波动、运放的零点漂移，电阻网络中电阻 阻值偏差等原因。 第三十七页，共九十一页，2022年，8月28日 （三）转换速度 通常用建立时间tset来定量描述DAC的转换 速度。 tset定义：从输入的数字量发生突变开始， 直到输出电压进入与稳定值相差±1/2LSB范围 以内这段时间，称为建立时间tset 。如图9-10所 示。 目前器件水平：高达0.1μs左右。 第三十八页，共九十一页，2022年，8月28日 图9-10 DAC的建立时间 ±1/2LSB tset tset 第三十九页，共九十一页，2022年，8月28日 例9-1：在下图所示的倒T形电阻网络中， VREF=-10。为保证VREF偏离标准值所引起的误 差小于1/2LSB，试计算VREF的相对稳定度应取 多少？ 第四十页，共九十一页，2022年，8月28日 解： 首先计算对应于1/2LSB输入的电压是多 少？当输入代码只有LSB=1而其余各位均为0 （且令R=Rf）时，输出电压为： 第四十一页，共九十一页，2022年，8月28日 故与1/2LSB相对应的输出电压绝对值为： 然后再计算由于VREF变化△ VREF所引起的 输出变化△V0，在n位输入的DAC中，由 △ VREF引起的输出电压变化应为： 第四十二页，共九十一页，2022年，8月28日 而且在输入数字量最大时(所有各位全为 1)，△V0最大。这时的输出电压绝对值为： 根据题意，∣△V0∣必须小于等于1/2LSB 对应的输出电压，于是得到： 第四十三页，共九十一页，2022年，8月28日 故得到参考电压相对稳定度为： 而允许参考电压的变化量为： 第四十四页，共九十一页，2022年，8月28日 9.3