D/A转换器详解：速度与转换精度

"转换速度-DA转换ppt格式" 7.1D/A转换器，也称为数模转换器（DAC），是将数字信号转化为模拟信号的关键器件。在数字系统中，D/A转换器扮演着重要的角色，它能够将计算机或其他数字设备中的二进制数据转换为连续的电压或电流信号。 1. D/A转换基本要求： - 转换思路：D/A转换的核心是将n位二进制数（d0到dn-1）转换为对应的模拟电压（uO）或电流（iO）。例如，二进制数(1101)2代表十进制数13，这个数值可以用来设置模拟输出的大小。 - 转换特性：D/A转换器的输出电压（uO）与输入的n位二进制数之间存在线性关系，可以通过电阻网络和电子开关的配置来实现。 2. 工作原理： - 电阻网络和电子开关：D/A转换器通常包括一个电阻网络和一组可编程的电子开关。根据输入的二进制代码，开关被控制导通或关闭，使得不同比例的参考电压（UREF）通过不同的电阻路径流入求和运算放大器，从而形成不同的模拟输出电压。 - 求和运放：运算放大器将这些分压后的电压相加，生成最终的输出电压uO。例如，如果输入为110，那么输出电压将是UREF的1/2加上1/4，即UREF的3/4。 3. 转换速度： - 建立时间(ts)：ts定义为在大信号变化时，输出电压达到规定值所需的时间。对于不包含UREF和运放的单片DAC，最短ts小于0.1微秒，而包含UREF和运放的单片DAC则小于1.5微秒。 - 转换速率(SR)：SR用于表示在大信号工作状态下模拟电压的变化率。总的转换时间(TTR)包括建立时间ts，上升时间tr和下降时间tf。最大转换时间TTR(max) = ts + UO(max) / SR。 4. 转换精度、速度和主要参数： - 转换精度：精度取决于DAC的分辨率，即输入位数n。n位DAC能提供2^n种不同的输出级别，因此理论精度为2的负n次方乘以满量程电压。 - 速度：转换速度涉及到ts和SR，它们影响了D/A转换器在高速应用中的适用性。高速D/A转换器适用于实时信号处理和通信系统等对响应速度有严格要求的场景。 D/A转换器是数字和模拟世界之间的桥梁，其转换速度和精度是衡量性能的重要指标。了解这些基本概念和参数对于设计和选择适合特定应用的D/A转换器至关重要。