3位DAC与数模转换：D/A关系与权电阻电路详解

第9章主要探讨了数模模数转换（Digital Analog Interfacing，简称DAI），这是信息技术领域中的关键概念，它涉及到模拟量与数字量之间的相互转换。自然界的许多物理量，如电压、温度、压力、时间、流速、位置、语音以及速度等，都是连续变化的模拟量，为了实现对这些量的精确控制和自动化处理，就需要将它们转化为可被计算机或数字系统处理的电学信号，这就需要用到模数转换器（A/D Converter，即ADC）和数模转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）。 数模转换器（DAC）的核心功能是将数字信号转换为模拟信号。9.1.1节介绍了3位DAC的工作原理。在这个3位DAC中，每个二进制位代表模拟信号幅度的一个特定分数，全刻度范围（Full Scale Range，FSR）被划分为2n个等分。例如，对于一个3位DAC，最高位（MSB）到最低有效位（LSB）的转换过程如下： - 000对应FSR的最低分量，也就是LSB； - 001对应的FSR是LSB的两倍； - 011则是LSB的三倍，依此类推，直到111，对应FSR的最大值。 DAC的特点包括： 1. 一一对应：每个数字量对应一个确定的模拟输出值。 2. 归一化：输出模拟信号范围被映射到全刻度范围内，确保信号的准确表达。 9.1.2节着重介绍了一种权电阻DAC（Digital-to-Analog Converter with Resistive Network），它利用模拟电子开关（Si）和电阻网络来实现数模转换。这个电路设计允许根据输入的3位数字量（Xi）来选择连接至参考电压Vref（Vref:参考电压）还是地，通过开关S1, S2, 和 S3的组合，实现逐位加权并最终通过求和运放A进行信号叠加，形成输出模拟电压VO。 通过权电阻DAC，我们可以看到数模转换的具体实现技术，它利用了电子开关的开关特性，将数字编码的信息转换成模拟信号，这是电子设备中广泛应用的一种技术，尤其是在音频信号处理、控制系统以及工业自动化等领域。理解并掌握数模转换的基本原理和方法，对于从事电子工程、嵌入式系统开发等专业人员来说至关重要。