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权电流型D/A转换器

时间:2023-03-10 | 来源:佚名

尽管倒T形电阻网络D/A转换器具有较高的转换速度,但由于电路中存在模拟开关电压降,当流过各支路的电流稍有变化时,就会产生转换误差。为进一步提高D/A转换器的精度,可采用权电流型D/A转换器。单片集成权电流D/A转换器有AD1408DAC0806DAC0808等。

1.电路结构及原理

4位权电流型D/A转换器原理电路图如1所示。电路中用一组恒流电源代替了图7.4中倒T形网络。这组恒流源从高位到低位电流的大小依次为I/2I/4I/8I/16

权电流型D/A转换器

1 权电流D/A转换器的原理电路

在图1所示电路中,当输入数字量的某一位代码Di=1时,开关Si接运算放大器的反向端,相应权电流流入求和电路;当Di=0时,开关Si接地。分析该电路,可得出

权电流型D/A转换器

采用了恒流源电路后,各支路权电流的大小均不受开关导通电阻和压降的影响,这就降低了对开关电路的要求,提高了转换精度。

如将图1中所示恒流源采用具有电流反馈的BJT恒流源电路,即可得如图2所示的实际的权电流D/A转换器电路。

权电流型D/A转换器

2 实际的权电流D/A转换器电路

为消除因各BJT发射结电压VBE的不一致性对D/A转换精度的影响,图中T3~T0均采用了多发射极晶体管,其发射级个数分别是8421,即T3~T0发射极面积之比为8421。这样,在各BJT电流比值为8421的情况下,T3~T0的发射极电流密度相等,可使各发射节电压VBE相同。由于T3~T0的基极电压相同,所以它们的发射e3e2e1 e0就为等电位点。在计算各支路电流时将它们等效连接后可看出电路中的倒T形电阻与图7.4中工作状态完全相同,流入每个2R电阻的电流从高位到低位依次减少1/2,各支路电流分配比例满足8421的要求。

基准电流IREF产生电路由运算放大器A2R1TrR-VEE组成,A2R1Trcb结组成电压并联负反馈电路,以稳定输出电压,即Tr的基极电压。Trbe结,电阻R-VEE

为反馈电路负载,由于电路处于深度负反馈,根据虚短的原理,其基准电流为IREF=VREF/R1=2IE3

由倒T形电阻网络分析可知,IE3=I/2,IE2=I/4,IE1=I/8,IE0=1/16,于是可得输出电压为vo=iåRf= 权电流型D/A转换器 (D3·23 D2·22 D1·21 D0·20)

可推得n位倒T形权电流D/A转换器的输出电压

vo= 权电流型D/A转换器 权电流型D/A转换器 Di·2i

2.电路的优点

从输出电压vo表达式可以看出,基准电流仅与基准电压VREF和电阻R1有关,而与BJTR2R电阻无关。这样,电路降低了对BJT参数及R2R取值的要求,对于集成化十分有利。由于在这种权电流D/A转换器中采用了高速电子开关,电路还具有较高的转换速度。

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