文獻標識碼: A
1 通用雙極性輸出電壓D/A轉換器
圖1是輸入為3 bit的雙極性輸出D/A轉換器[2],。在沒有接入反相器G和偏移電阻RB情況下,它的輸出電壓是單極性的,,是一個普通的3 bit電阻網絡D/A轉換器,,得不到正、負極性的輸出電壓,,為此在圖1中增設了由RB和VB組成的偏移電路,。
根據原碼與補碼的關系,在各放大器的輸入端接入一個偏移電流,,使輸入最高位為1,,而其他各位輸入為0時,輸出VO=0,。為了使輸入代碼為100時的輸出電壓等于零,,只要使IB與此時IΣ的大小相等即可,故應?。?br/>
將輸入的符號位反相后接到D/A轉換器的輸入端,,就得到了雙極性輸出的D/A轉換器。該電路的優(yōu)點是網絡中只有R和2R兩種阻值的電阻,,精度高,、速度快;其缺點是網絡的電阻數(shù)目較多,,為集成電路設計和制作帶來不便[3],。
2 一種新穎的Π型雙極性D/A電阻網絡單元
在分析了普通雙極性D/A輸出單元后,本文提出了一種全新的Π型雙極性D/A電阻網絡單元,。本電路相對簡單,,又有較高精度,集成化又較容易,,具有廣泛的應用價值,。
2.1 4 bit Π型電阻網絡的設計
Π型電阻網絡如圖2所示,,反相端“虛地”,S3和S2位的電阻及S1和S0位的電阻取值相差一倍,,目的是讓流過它們的電流相差一倍,。關鍵是如何確定串聯(lián)電阻RS的阻值,使其符合二進制的衰減規(guī)律,。如假設RS=mR,,則當S3S2S1S0的取值為0011時,S3,、S2位接地,,S1、S0位接參考電壓,,流入S3,、S2位的電流等于零。
圖2的等效電路如圖3所示,。則流過RS電阻的電流為:
2.2 4 bit 新穎的Π型雙極性D/A電阻轉換器
在上述新穎的電阻網絡單元基礎上,,加上偏移電阻RB,在S3位加上反相器G,,就得到雙極性輸出D/A電阻轉換器,,轉換的原理如下。
4 bit二進制補碼可以表示從+7~-8之間的任何整數(shù),,它們與十進制的對應關系以及希望得到的輸出模擬電壓如表1所示,。
圖4所示的電路中,如果沒有接入反相器G和偏移電阻RB,,它就是一個4 bit Π型電阻網絡D/A轉換器,,在這種情況下,如果把輸入的4 bit代碼看作無符號的4 bit二進制數(shù)(即全都是正數(shù)),,并且取VREF=-16 V,,則輸入代碼為1111時輸出電壓VO=15 V,而輸入代碼為0000時輸出電壓VO=0 V,,如表2所示,。將表1與表2對照可發(fā)現(xiàn),如果把表2中間一列的輸出電壓偏移-8 V,,則偏移后的輸出電壓恰好同表1所要求得到的輸出電壓相同,。
為了得到正,、負極性的輸出電壓,,在圖4所示的電路中增設了由RB和VB組成的偏移電路;為了使輸入代碼為1000時的輸出電壓等于零,,只要使IB與此時IΣ的大小相等即可,,所以?。?br/>
Π型電阻網絡雙極性輸出D/A轉換器,電路電阻個數(shù)較少,、阻值選取方便,,又適用于集成電路制作。該方法也易于擴展到8 bit及16 bit的雙極性D/A轉換器,,在電子技術應用領域具有較高的理論與應用價值,。
參考文獻
[1] 秦曾煌.電工學[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2] 閻石.數(shù)字電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,,2004.
[3] 康華光.數(shù)字電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,,2006.