数模转换器

数模转换器(DAC)将数字输入信号转换为模拟输出信号。数字信号用二进制代码表示，它是位 0 和 1 的组合。本章详细介绍数模转换器。

DAC的框图如下图所示 -

数模转换器 (DAC) 由多个二进制输入和一个输出组成。一般来说， DAC 的二进制输入数量为 2 的幂。

DAC 的类型

有两种类型的 DAC

本节详细讨论这两种类型的 DAC -

加权电阻 DAC 产生模拟输出，该输出几乎等于反相加法器电路中使用二进制加权电阻的数字（二进制）输入。简而言之，二进制加权电阻DAC称为加权电阻DAC。

3位二进制加权电阻DAC的电路图如下图所示 -

回想一下，二进制数的位只能具有这两个值之一。即，0 或 1。设3 位二进制输入为 $b_{2}b_{1}b_{0}$。这里，位$b_{2}$和$b_{0}$分别表示最高有效位(MSB)和最低有效位(LSB)。

当相应的输入位等于“0”时，上图所示的数字开关将接地。同样，当相应的输入位等于“1”时，上图中所示的数字开关将连接到负参考电压$-V_{R}$。

在上述电路中，运算放大器的同相输入端接地。这意味着零伏施加在运算放大器的非反相输入端子上。

根据虚拟短路概念，运算放大器反相输入端的电压与其同相输入端的电压相同。因此，反相输入端节点的电压将为零伏。

反相输入端节点处的节点方程为：

$$\frac{0+V_{R}b_{2}}{2^{0}R}+\frac{0+V_{R}b_{1}}{2^{1}R}+\frac {0+V_{R}b_{0}}{2^{2}R}+\frac{0-V_{0}}{R_{f}}=0$$

$$=>\frac{V_{0}}{R_{f}}=\frac{V_{R}b_{2}}{2^{0}R}+\frac{V_{R}b_{1 }}{2^{1}R}+\frac{V_{R}b_{0}}{2^{2}R}$$

$$=>V_{0}=\frac{V_{R}R_{f}}{R}\left \{\frac{b_{2}}{2^{0}}+\frac{b_{1 }}{2^{1}}+\frac{b_{0}}{2^{2}}\右\}$$

替换，$R=2R_{f}$