什么是權(quán)電流型DAC

DAC 權(quán)電流

盡管倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器具有較高的轉(zhuǎn)換速度，但由于電路中存在模擬開(kāi)關(guān)電壓降，當(dāng)流過(guò)各支路的電流稍有變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換誤差。為進(jìn)一步提高D/A轉(zhuǎn)換器的精度，可采用權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器。

11.3.1 電路結(jié)構(gòu)

4位權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器如圖11.3.1所示。電路中，用一組恒流源代替了倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)。這組恒流源從高電位到低位電流的大小依次為I/2、I/4、I/8、I/16。

圖11.3.1 權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器的原理電路

11.3.2 工作原理

在圖11.3.1所示電路中，當(dāng)輸入數(shù)字量的某一位數(shù)碼Di=1時(shí)，開(kāi)關(guān)Si接運(yùn)算放大器的反相端，相應(yīng)權(quán)電流流出求和電路;當(dāng)Si=0時(shí)，開(kāi)關(guān)Si接地。分析該電路，可得出

優(yōu)點(diǎn)

1.速度快。

2.當(dāng)采用了恒流源電路后，各支路權(quán)電流的大小均不受開(kāi)關(guān)導(dǎo)通電阻和壓降的影響，降低了對(duì)開(kāi)關(guān)電路的要求，提高了轉(zhuǎn)換精度。

電路舉例

恒流源采用具有電流負(fù)反饋的BJT恒流源電路，即可得如圖11.3.2所示的實(shí)際的權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器電路。

圖11.3.2 實(shí)際的權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器電路

為消除因各BJT發(fā)射結(jié)電壓VBE的不一致性對(duì)D/A轉(zhuǎn)換精度的影響，圖中T3～T1均采用了多發(fā)射極晶體管，其發(fā)射極個(gè)數(shù)分別是8、4、2，即T3～T1發(fā)射極面積之比為8：4：2。這樣，在各BJT電流比值為8:4:2的情況下，T3～T1的發(fā)射極電流密度相等，可使各發(fā)射節(jié)電壓VBE相同。由于T3～T1的基極電壓相同，所以它們的發(fā)射極e3、e2、e1就為等電位點(diǎn)。在計(jì)算各支路電流時(shí)將它們等效連接后，可看出電路中得到T型電阻網(wǎng)絡(luò)與圖11.2.1中工作狀態(tài)完全相同，流入每個(gè)2R電阻的電流從高位到低位依次減少1/2，各支路中電流分配比值滿(mǎn)足8：4：2的要求。基準(zhǔn)電流IREF產(chǎn)生電路由運(yùn)算放大器A2、R1、Tr、R 和-VEE組成，A2和R1、Tr的cb結(jié)組成電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，以穩(wěn)定輸出電壓，即Tr的基極電壓。Tr的be結(jié)，電阻R到-VEE為反饋電路負(fù)載，由于電路處于深度負(fù)反饋，根據(jù)虛短的原理，其基準(zhǔn)電流為

由倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)分析可知， IE3=I/2,IE2=I/4,IE1=I/8,IE0=I/16,于是可得輸出電壓為

可推得n位倒T型權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓

上式表明，基準(zhǔn)電流僅與基準(zhǔn)電壓VREF和電阻R1有關(guān)，而與BJT、R、2R 電阻無(wú)關(guān)。這樣，電路降低了對(duì)BJT參數(shù)及R、2R取值的要求，對(duì)于集成化十分有利。

常用的單片集成權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器有AD1408、DAC0806、DAC0808等。

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