数模转换器（DAC）原理

　　数字量转换成模拟量的过程叫做数模转换，简写成D/A，完成这种功能的电路叫做数模转换器，简称DAC。

　　数模转换器的框图如图所示。

　　理想数模转换器 (DAC) 的重要属性

　　输入的二进制数码存入寄存器，存入寄存器的二进制数，每一位控制着一个模拟开关，模拟开关只有两种可能的输出：或是接地，或是经电阻接基准电压源。它由寄存器中的二进制数控制，模拟开关的输出送到加法网络，二进制数码的每一位都有一定的“权”，这个网络把每位数码变成它的加权电流，并把各位的权电流加起来得到总电流，总电流送入放大器，经放大器放大后得到与之对应的模拟电压，实现数字量与模拟量的转换。

　　集成电路数模转换器的原理及作用

　　集成电路数模转换器都是二进制输入的，而用运放构成的数模转换器则不受数制和位数的限制。它运用了运放的反相加法器原理，如图1所示。

　　当运放的增益足够高时，其反相输入端为虚地，其输出电压v0由下式决定：

　　当VI=V2=V3=V4=V时。如果令Rl=，则Vo=-V（1+2+4+8），构成的是二进制数模转换器。当然，电阻个数还可增加，以构成更多位的转换器。

　　如增加电阻：

　　（10+20+40+80）］，便可构成两位十进制BCD码数模转换器。其实，用电阻并联的方法分析，也可得出上述结论。

　　依据上述原理构成的数模转换器的具体电路如图2、图3所示。考虑到运放输出电压范围的限制，在保持上述比例关系不变的前提下，对电阻取值进行了适当处理，其中反馈电阻R的取值可以变化，因为它并不影响转换中相互比例关系，而只影响输出电压的大小。

　　图中的运放必须采用CMOS型，因CMOS型的输入是高阻，使得选用较宽范围的电阻值和低至几μA的偏置电流，对转换精度几乎没有影响。运放的失调电压一般在2mV内即可，它仅对低电压稍有影响，电压高时就忽略不计了。如要求较高，可使用带调零端的运放。

　　电阻必须用金属膜电阻，其选用原则是阻值越小的电阻，其精确度要求越高。如大至16MΩ申阳即停有±5％的误差，也仅使最低电压0.039V变为0.037V或0.041V，对满度电压9.96V的误差仅为0.02％，而125kΩ电阻即使只有1％误差，也将使满度电压的误差达O.5％，因此应尽量减少小阻值电阻的误差。

　　由于输出电压与基准电压极性相反。可以增加一级运放，将负电压转为正电压。还可通过R反的调整使电压大小发生变化，以适应各种场合的需要。

　　上述数模转换器的输入接口，若采用图示拨码开关，因其导通电阻极小，当然毫无问题。若采用CMOS电路驱动，则应考虑导通电阻的影响。

　　笔者实测，74HC系列电路高电平输出电阻约50Ω，低电平灌人电阻约40Ω，而CD系列电路的上述电阻均高达200Ω～500Ω。若以5V电源作基准电源，并以74HC系列电路驱动转换器，其导通电阻导致的误差不超过0.04％。

　　一般可以忽略。同时，还可将5V电源_丁十为5.002V加以补偿。要求较高者也可将125kΩ减为124.95kΩ）、250kΩ减为249.95kΩ等。低电平时电阻两端电压均为0，根本不用考虑。CD系列电路导通电阻太大，建议不采用。

　　选配电阻时，可在输出端接上数字万用表监测电压。如16MΩ电阻应输出30mV，8MΩ电阻应输出78mV……250Ω）电阻应输出2.5V，125kΩ电阻应输出5V。这样便可将电阻校准。

　　数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器，模数转换器即A/D转换器文章： 436 个 浏览： 33768 次分享：

　　FPGA学习系列：30. 数模转换的设计（DA）

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　　根据位权网络的不同，可以构成不同类型的DAC，如权电阻网络DAC、R–2R倒T形电阻网络DAC和单值电流型网络DAC等。权电阻网络DAC的转换精度取决于基准电压VREF，以及模拟电子开关、运算放大器和各权电阻值的精度。它的缺点是各权电阻的阻值都不相同，位数多时，其阻值相差甚远，这给保证精度带来很大困难，特别是对于集成电路的制作很不利，因此在集成的DAC中很少单独使用该电路 。

　　它由若干个相同的R、2R网络节组成，每节对应于一个输入位。节与节之间串接成倒T形网络。R–2R倒T形电阻网络DAC是工作速度较快、应用较多的一种。和权电阻网络比较，由于它只有R、2R两种阻值，从而克服了权电阻阻值多，且阻值差别大的缺点 。

　　电流型DAC则是将恒流源切换到电阻网络中，恒流源内阻极大，相当于开路，所以连同电子开关在内，对它的转换精度影响都比较小，又因电子开关大多采用非饱和型的ECL开关电路，使这种DAC可以实现高速转换，转换精度较高数模转换器

    AD5545CRUZ-REEL7产品明细

    制造商：亚德诺（ADI）

    物料系列：AD5545

    工厂包装数量：1000

　　RoHS：Y

　　产品说明：Production

　　特性：Double-Buffered, Precision DACs, Reset/ClearResolution(bits)：16DAC Outputs：2Update Rate：2 MSps接口：SerialDAC typ：Current OutDAC Iout INL(max)(LSBs)：1DAC Iout DNL(max)(LSBs)：1

　　参考类型：Ext

　　包装类型：REEL7

　　数模转换器数：2

　　建立时间：500ns（标准）

　　输出类型：Current - Unbuffered

　　差分输出：无

　　数据接口：SPI

　　参考类型：外部

　　电压 - 电源，模拟：5V

　　电压 - 电源，数字：5V

　　INL/DNL（LSB）：±1（最大），±1（最大）

　　架构：R-2R

　　工作温度：-40°C ~ 85°C

　　封装/外壳：16-TSSOP（0.173"，4.40mm 宽）

　　供应商器件封装：16-TSSOP

　　安装类型：表面贴装型