ЦАП R / 2R (цифро-аналоговый преобразователь)

Схема ЦАП R / 2R является альтернативой ЦАП с двоично-взвешенным входом (R / 2nR), в котором используется меньшее количество уникальных значений резисторов.

ЦАП с R / 2R и ЦАП с R / 2nR

Недостатком прежней конструкции ЦАП было требование нескольких различных точных значений входного резистора:одно уникальное значение на каждый двоичный входной бит. Производство можно упростить, если будет меньше резисторов разных номиналов, которые нужно покупать, хранить и сортировать перед сборкой.

Конечно, мы могли бы взять схему ЦАП с двоично-взвешенным входом и изменить ее для использования одного значения входного сопротивления, соединив несколько резисторов последовательно:

К сожалению, этот подход просто заменяет один тип сложности другим:объем компонентов над разнообразием значений компонентов. Однако существует более эффективная методология проектирования.

Что такое лестничный ЦАП R / 2R?

Построив на входе схемы суммирования резистор другого типа, мы можем добиться такого же двоичного взвешивания только с двумя типами значений резисторов и лишь с небольшим увеличением количества резисторов. Эта «лестничная» сеть выглядит так:

Математический анализ этой лестничной схемы немного сложнее, чем для предыдущей схемы, где каждый входной резистор обеспечивал легко вычисляемое усиление для этого бита.

Для тех, кто заинтересован в дальнейшем изучении тонкостей этой схемы, вы можете выбрать использование теоремы Тевенина для каждого двоичного входа (не забудьте рассмотреть влияние виртуальной земли ), и / или использовать программу моделирования, такую ​​как SPICE, для определения отклика схемы. В любом случае вы должны получить следующую таблицу цифр:

 ------------------ | Двоичный | Выходное напряжение | -------- | 000 | 0,00 В | ------------------ | 001 | -1,25 В | ------------------ | 010 | -2,50 В | ------------------ | 011 | -3,75 В | ------------------ | 100 | -5.00 В | ------------------ | 101 | -6,25 В | ------------------ | 110 | -7,50 В | ------------------ | 111 | -8,75 В | ------------------ 

Двоичное выходное напряжение Двоичное выходное напряжение 001-1,25 В 000-0,00 В 011-3,75 В 0 10-2,50 В 101-6,25 В 100-5,00 В 111-8,75 В 110-7,50 В

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

• Рабочий лист цифро-аналогового преобразования