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d_a转换器 [2023/05/22 14:14]
meiling
d_a转换器 [2023/05/24 13:16] (当前版本)
meiling
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 +====== 什么是D/​A转换器? ======
 +https://​www.rohm.com.cn/​electronics-basics/​da-converters
 +
 +
 ## 什么叫A/​D转换,​D/​A转换 ## 什么叫A/​D转换,​D/​A转换
 ### 1. D/​A转换器 ### 1. D/​A转换器
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 {{ ::​c_dac5-3.jpg |}} {{ ::​c_dac5-3.jpg |}}
 +
 +## 基本形式2(二进制方式)
 +通过接收数字值工作的电路系统叫做二进制方式。
 +{{ ::​c_dac6-1.jpg |}}
 +
 +### 1. 二进制方式 <​使用电阻的情况>​
 +二进制方式是根据电路的构成带有加权数据,以下图R-2R梯形电路为代表性例子。
 +R-2R梯形电路为了无论从哪个节点都可以看到电阻值2R的并联,每个节点的电流值都逐渐减半。
 +{{ ::​c_dac6-2.jpg |}}
 +
 +**【R-2R梯形DAC例】**
 +
 +下图是拥有4bit分辨率的R-2R梯形DAC。
 +优点是在小面积中可容易做出分辨率为10bit左右的DAC(所需电阻在Nbit的DAC中需要3N个,开关不用很大,也无需解码器),与其他方法相结合,如果是14bit左右的话可以实现。
 +缺点是为了电阻的高相对精度,在实现高精度时需要对开关(MOSFET的尺寸)和布局(R和2R的匹配性很重要,特别是MSB侧=AO侧的电阻必须准确制作)下功夫。
 +{{ ::​c_dac6-3.jpg |}}
 +
 +### 2. 二进制方式 <​使用电容器的情况>​
 +下图是为了展示使用了电容器的DAC想法的概念图。
 +这个DAC需要在开关切换时使用。
 +{{ ::​c_dac6-4.jpg |}}
 +
 +**【使用了2NC电容器的DAC例】**
 +
 +下图是使用了电容器、4bit分辨率的DAC例子。A0~A3无论哪个开关倒向Vref侧,都能得到不同的Vout电压。此时,放大器右边的两个开关同时ON,为了破坏电荷守恒的关系,在时钟信号下导通时间需要不重叠。
 +优点是由于电容器的相对精度高,容易获得高精度,另外为了电容器内不产生直流电流,低频时只有放大器电流可低电流消耗。
 +缺点是为了电容器充电和放电,不适用于加速, 在低速时为了弥补漏电流,必须要刷新操作。刷新控制需要对维持刷新中的输出电压等下功夫。
 +{{ ::im6-5.jpg |}}
 +
 +**【用了2NC电容器的DAC(有刷新控制)例】**
 +
 +使用了具有刷新控制的CAPA的4bit分辨率DAC。
 +{{ :​c_dac6-6.jpg |}}
 +
 +### 3. 二进制方式 <使用电阻-电容器的情况>
 +**【电阻-电容器混合型 DAC例】**
 +
 +拥有在电阻串DAC部分(左)3bit,电容器DAC部分3bit,共6bit分辨率的混合型DAC。 上位bit的电阻间的电压根据下位数据加权插值。
 +优点是可得到高分辨率。
 +{{ :​c_dac6-7.jpg |}}
 +
 +## 基本形式3(温度计码方式)
 +数据切换的瞬间,完全不同的电压(或电流)输出,在输出模拟信号中产生噪声。这个噪音叫做干扰。这个干扰的解决方案之一是使用温度计码(Thermometer code)。
 +{{ ::​c_dac7-1.jpg |}}
 +
 +温度计码是指"​看有多少个1来表示数字"​的事物。(就像人们数数时,竖起手指数一样)
 +能够抗干扰,但二进制代码转换为温度计码时,解码器根据分辨能力,呈指数的电路规模。
 +{{ ::im7-2.jpg |}}
 +
 +**【温度计码 <电阻模式>DAC例】**
 +
 +使用了温度计码的3bit分辨率DAC例子。
 +当然不会产生干扰。
 +{{ ::im7-3.jpg |}}
 +
 +**【温度计码 <电流模式>DAC例】
 +**
 +在若干单元格中拉动电流时决定了输出 电压Vout电流型DAC。
 +下图是8x8的64灰度级=6bit分辨率的例子。
 +粉色部分增加时,从R拉动的电流增加, Vout下降。
 +根据温度计码的控制,在Vout中不会产 生干扰。
 +{{ ::​c_dac7-4.jpg |}}
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 +上图是电流型DAC上下相反的东西。
 +由于是共源共栅电流源,不容易受输出 电压的影响,可高精度化。
 +{{ ::​c_dac7-5.jpg |}}
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