飞凌嵌入式=ELFBOARD DAC基础知识

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DAC 基本原理

DAC（Digital-to-Analog Canverter），指数字/模拟转换器。可将数字量转换为成比例的模拟电压或电流。举个例子，计算机可能产生范围从 00000000 到 11111111 的数字输出，DAC 将其转换为范围从 0 到 10V 的电压。DAC 从基本原理上可以分两类：电流求和型、分压器型。

DAC 常见类型
开关树型

开关树型 DAC 是最简单粗暴的 DAC，由电阻分压器和树状的开关网络组成：

这些开关分别受 3 位输入 d0,d1,d2 控制，由此可得：

进一步看，对于 n 位二进制输入的开关树型 DAC，输出为：

开关树型 DAC 特点是电阻种类单一，且在输出端基本不取电流的情况下，对开关导通电阻要求不高；但缺点是用的开关太多。

倒 T 形电阻网络

为了改善权电阻网络 DAC 阻值相差太大的问题，可以采用倒 T 形电阻网络 DAC，它只用了 R 和 2R 两种阻值的电阻（所以也称为 R2R DAC），对于控制精度有很大的帮助：

当求和放大器反馈电阻阻值为 R 时，输出电压：

可见，倒 T 形电阻网络与权电阻网络 DAC 的计算公式是相同的。

权电流型

在分析权电阻网络与倒 T 形电阻网络时，会将模拟开关当理想器件看待，但实际中它们存在一定的导通电阻和压降，开关之间的一致性又有差别，所以会产生转换误差而影响精度。解决方法是采用权电流型 DAC，它有一组恒流源，每个恒流源电流大小依次为前一个的一半，与输入二进制对应位的权成正比。采用恒流源使得每个支路电流大小不再受开关导通电阻和压降的影响。

当输入数字量的某位为 1 时，对应的开关将恒流源接至运算放大器的输入端；当输入代码为 0 时，对应的开 关接地，故输出电压为：

DAC 主要参数

· 分辨率：最小输出电压（也就是输入数字量为 1 时的电压）与最大输出电压（也就是输入数字量为最大，每一位都是 1 时的电压）之比。一般通过输入数字量的位数来表示。

· 转换量程：DAC 能输出的最大电压，一般的关于参考电压或其倍数。

· 建立时间：从输入数字量到输出模拟量之间的延时时间。

· 转换精度：与 ADC 的转换精度类似。