数字电子技术基础第九章模数与数模转换
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数字电路-数模转换
d2
I 22
d1
I 23
d0
I 24
)
IRF 24
(d3 23
d2 22
d1 21 d0 20 )
IRF 24
3
(di 2i )采用恒流源电路后对提高转换精度有什么好处？
i0
9.2.7 D/A转换器的主要技术指标
1.分辨率
分辨率：D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。 实际应用中用输入数字量的位数表示D/A转换器的分辨率。
八位集成ADC0809
图 9-17 ADC0809 (a) 电原理框图； (b) 引脚图
2. 主要技术指标 分辨率： 八位。
转换时间： 100μs 。
功耗： 15mW 电源： 5V 。
图 9-4 比例系数误差
图 9-5 漂移误差
3.
从数字信号输入DAC起，到输出电流（或电压）
达到稳态值所需的时间为建立时间。 建立时间的大小
决定了转换速度。目前 10~12
D/A 转换
器（不包括运算放大器）的建立时间可以在 1 微秒以
内。
§9-3 A/D转换器（ADC）
A/D
A/D转换是将模拟信号转换为数字信号， 转换过程:
工 作 波 形
ADC
电路实现
9.3.5 A/D转换器的主要技术指标
1.
分辨率指A/D转换器对输入模拟信号的分辨能力。 从理论上讲，一个n位二进制数输出的A/D转换器应能区 分输入模拟电压的2n个不同量级。 例如，A/D转换器的输出为 1221n位F二SR进制数，最大输入模 拟信号为 10V，则其分辨率为
1V 13/15 V 11/15 V 9/15 V 7/15 V 5/15 V 3/15 V 1/15 V
数字电子技术模数与数模转换
9.3.5 双积分型A/D转换器
9.3.6 A/D转换器产品举例
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9.3.1 并行比较型A/D转换器
基本原理
当前第39页\共有65页\编于星期四\18点
Content:Ch9ADC and DAC\9.3 ADC\…
工程应用基础
①ADC0809
特点：
·属CMOS电路 ·8路模拟输入，8 bit 输出(3S门) ·与常用μP兼容
·采用逐次比较法，转换时间约100μs
当前第47页\共有65页\编于星期四\18点
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9.3.6 A/D转换器产品举例
工程应用基础
ΔUmax——最大绝对误差
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9.1.2 A/D转换基本原理
基础知识
★ A/D转换原理 ★ A/D转换参数
当前第16页\共有65页\编于星期四\18点
9.1.2 A/D转换基本原理
★ A/D转换原理
基础知识
A/D转换——将模拟信号变换为数字信号
若参考量为R， 则 D≈A/R
9.1.2 A/D转换基本原理
★ A/D转换参数
基础知识
●转换时间——完成一次转换所用的时间
当前第26页\共有65页\编于星期四\18点
9.1.2 A/D转换基本原理 ★ A/D转换参数
●转换速率——每秒转换的次数
基础知识
当前第27页\共有65页\编于星期四\18点
9.2 D/A转换器
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9.1.1 D/A转换基本原理 ★ D/A转换参数
9.3.6 A/D转换器产品举例
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9.3.1 并行比较型A/D转换器
基本原理
当前第39页\共有65页\编于星期四\18点
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工程应用基础
①ADC0809
特点：
·属CMOS电路 ·8路模拟输入，8 bit 输出(3S门) ·与常用μP兼容
·采用逐次比较法，转换时间约100μs
当前第47页\共有65页\编于星期四\18点
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9.3.6 A/D转换器产品举例
工程应用基础
ΔUmax——最大绝对误差
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9.1.2 A/D转换基本原理
基础知识
★ A/D转换原理 ★ A/D转换参数
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9.1.2 A/D转换基本原理
★ A/D转换原理
基础知识
A/D转换——将模拟信号变换为数字信号
若参考量为R， 则 D≈A/R
9.1.2 A/D转换基本原理
★ A/D转换参数
基础知识
●转换时间——完成一次转换所用的时间
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9.1.2 A/D转换基本原理 ★ A/D转换参数
●转换速率——每秒转换的次数
基础知识
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9.2 D/A转换器
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9.1.1 D/A转换基本原理 ★ D/A转换参数
第9章数模和模数转换
Vref 2n
i
1 LSB 2
~
Vref 2n
i
1 2
LSB
Xi
i = 0, 1, 2,…, n-1.
1 2
LSB
Vref 2n1
称为量化误差
9.3.1 ADC的工作过程
1. 采样与保持 采样：按一定的时间间隔取信号一瞬间的值。
输入信号 采样脉冲 采样信号
为采样时间
TS 为采样周期
x2 4
x3 8
Vref 23 R
x122 x2 21 x3 20
Vref 23 R
X
V0 iRf
Vref 23
Rf R
X
当 Rf
R
时， V0
Vref 23
X
9.1.4 R-2R倒梯形DAC
从每个节点(ABC)向右看，等效电阻都是2R。因
此每过一个节点，电流减小一半。
x1
Vref R
x2
Vref 2R
x3
Vref 4R
R f Vref 22 R
x122 x2 21 x3 20
Vref 23
X
其中取 R 2R f ，x1, x2 , x3 取值为0或1。
9.1.3 R-2R T形电阻网络DAC
(1) 当 x3 = x2 = 0, x1 = 1 时
普通电视图象信号，最高频率达 5.5MHz，用 24位真彩 色，采样频率用 11MHz，则转换输出码率为 264Mb ps，即 31.47MByte ps。用普通光盘可以存储约 20秒种。
数模和模数转换
通过模数转换，将模拟信号转换为数字信号， 实现过程控制和反馈控制。
自动控制系统
通过模数转换，实现模拟信号与数字信号之 间的转换，构建自动控制系统。
05
数模和模数转换的挑战与未 来发展
精度和分辨率的提高
总结词
随着技术的发展，对数模和模数转换 的精度和分辨率的要求越来越高。
详细描述
为了满足高精度和分辨率的需求，需 要采用先进的工艺、算法和校准技术， 以提高转换器的性能。这涉及到对噪 声抑制、非线性校正等方面的深入研 究和技术创新。
重要性
实现数字信号和模拟信号之间的相互转换，使得数字系统和模拟系统能够进行有效 的信息交互。
在信号处理中，数模和模数转换是实现信号滤波、放大、调制解调等操作的基础。
在通信中，数模和模数转换是实现信号传输、编解码、调制解调等操作的关键环节。
历史背景
早期的数模和模数转换器主要依 赖于机械和电子元件，精度和稳
于长距离传输和低功耗应用。
Σ-Δ DAC
03
Σ-Δ DAC采用过采样和噪声整形技术，具有高分辨率和低噪声
的特点，适用于音频和其他高精度应用。
DAC的应用
音频处理
DAC可将数字音频信号转换为模拟音频信号，用 于音频播放和处理。
仪器仪表
DAC可用于将数字信号转换为模拟信号，实现各 种物理量的测量和输出。
测量仪器
ADC在测量仪器中应用广泛，如电压表、电 流表、温度计等。
控制系统
ADC在控制系统中用于实时监测和调节系统 参数，如工业控制、汽车电子等。
音频处理
ADC在音频处理中用于将模拟音频信号转换 为数字信号，便于存储、传输和处理。
04
数模和模数转换的应用场景
音频处理
自动控制系统
通过模数转换，实现模拟信号与数字信号之 间的转换，构建自动控制系统。
05
数模和模数转换的挑战与未 来发展
精度和分辨率的提高
总结词
随着技术的发展，对数模和模数转换 的精度和分辨率的要求越来越高。
详细描述
为了满足高精度和分辨率的需求，需 要采用先进的工艺、算法和校准技术， 以提高转换器的性能。这涉及到对噪 声抑制、非线性校正等方面的深入研 究和技术创新。
重要性
实现数字信号和模拟信号之间的相互转换，使得数字系统和模拟系统能够进行有效 的信息交互。
在信号处理中，数模和模数转换是实现信号滤波、放大、调制解调等操作的基础。
在通信中，数模和模数转换是实现信号传输、编解码、调制解调等操作的关键环节。
历史背景
早期的数模和模数转换器主要依 赖于机械和电子元件，精度和稳
于长距离传输和低功耗应用。
Σ-Δ DAC
03
Σ-Δ DAC采用过采样和噪声整形技术，具有高分辨率和低噪声
的特点，适用于音频和其他高精度应用。
DAC的应用
音频处理
DAC可将数字音频信号转换为模拟音频信号，用 于音频播放和处理。
仪器仪表
DAC可用于将数字信号转换为模拟信号，实现各 种物理量的测量和输出。
测量仪器
ADC在测量仪器中应用广泛，如电压表、电 流表、温度计等。
控制系统
ADC在控制系统中用于实时监测和调节系统 参数，如工业控制、汽车电子等。
音频处理
ADC在音频处理中用于将模拟音频信号转换 为数字信号，便于存储、传输和处理。
04
数模和模数转换的应用场景
音频处理
《数字电子技术基础》第9章.数模模数转换电路
9.2 A/D转换电路
6.逐次比较寄存器
3个边沿RS触发器用 来暂存变化的二进制数字。
1号触发器寄存二进制数
的最低位（LSB），3号触 发器寄存二进制数的最高 位（MSB）。
9.2 A/D转换电路
7.输出电路
9.2 A/D转换电路
8.工作原理
例9.2.2在图9.2.8中3位A/D转换电路中,3位D/A转换电路中参考电压 UREF=7 V，若模拟输入电压ui=5.6 V，输出的3位数字量Q2Q1Q0为多少？ 解：经采样保持电路将输入模拟电压ui=5.6 V转换ui=5.6 V。开始 环形计数器的QA=1，则RS触发器输出Q3Q2Q1=100，所以uo=4-0.5=3.5 V。 因为uo＜ui，所以CO=0。在第2个时钟脉冲上升沿到来后，QB=1，RS触发器 输出Q3=1，Q2=1，此时Q3Q2Q1=110，所以uo=6-0.5=5.5 V。因为uo＜ui，所 以CO=0。接着第3个时钟脉冲上升沿到来后，QC=1，RS触发器输出 Q3Q2Q1=111，经D/A转换器后uo=7-0.5=6.5 V，使uo＞ui，CO=1。在第4个时 钟脉冲上升沿到来后，QD=1，RS触发器Q3Q2Q1变化为110。在第5个时钟脉 冲上升沿到来后，QE=1，打开输出门GA、GB、GC，将转换的数字结果读出， 即模拟输入电压为5.6 V时,转换为三位二进制码110。
第9章 数/模和模/数转换电路
本章小结 各种电路在精度、转换速率及其他参数等方面各具特色，因而应用 都比较广泛。电压时间变换型精度高，抗干扰能力强，对元件稳定 性要求较低，在低转换速率的场合下应用广泛。电压频率变换型对 于调频信号具有较高的抗干扰能力，也用于低速的遥测、遥控系统。 并行比较型转换速度快，但集成度相对不高，且易受干扰，主要应用 于超高速A/D转换电路中。逐次比较型转换精度较高，成本较低，速 度低于并行比较型，应用最为广泛。另外，A/D转换器的其他实现方 法有Σ-Δ型A/D转换电路、流水线A/D转换电路等。 根据实际需要的转换精度、转换速率、功耗等指标选择A/D转换电路 和D/A转换电路，还应注意便于与其他数字系统或者微型计算机接口。
第九章数模和模数转换优秀课件
9.2 D/A转模路拟组开成关 DD电＝ ＝源10时时组电接 接成路运 地。由放解码网络、模拟开关、求和放求 算大放和器大集和器成基运准
基准参 考电压
R－2R倒T 形电阻解 码网络
9.2 D/A转换器
2. 工作原理 由于集成运算放大器的电流求和点Σ为虚地，
所以每个2R电阻的上端都相当于接地，从网络的A、 B、C点分别向右看的对地电阻都是2R。
第9章
第九章数模和模数 转换
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9.1 概述
➢ 数字电路、计算机只能对数字信号进行处理，其 结果为数字量。然而，自然界中绝大多数的物理 量都是连续变化的模拟量。例如温度、速度、压 力等。这些模拟量经传感器转换后所产生的电信 号也是模拟信号。若要数字装置或计算机对这些 信号进行处理，就必须将其转换为数字信号。
9.2 D/A转换器
➢DAC的输入是数字信号。它可以是任何一种编码， 常用的是二进制码。输入可以是正数，也可以是负数， 通常是无符号的二进制数。由于输入数字量的位数是 有限的，所以输出的模拟量也是有限的。例如三位 DAC只能有八个，相应模拟量输出的大小也只有八个 不同值。
9.2 D/A转换器
一、D/A转换基本原理 数/模转换就是将数字量转换成与它成正
比的模拟量。
数字量： (D3D2D1D0)2＝(D3×23＋D2×22＋D1×21＋D0×20)10 (1101) 2 ＝(1×23＋1×22＋0×21＋1×20)10
模拟量： uo＝K(D3×23＋D2×22＋D1×21＋D0×20)10 uo＝K(1×23＋1×22＋0×21＋1×20)10
(K为比例系数)
例如，某D/A转换器满量程输出电压为10V，如 果 误 差 为 1% ， 就 意 味 着 输 出 电 压 的 最 大 误 差 为 ±0.1V。百分数越小，精度越高。
数字电路逻辑设计第9章 数模及模数转换
注意: 无论是权电阻网络D/A转换器还是倒T 型电阻网络D/A转换器, 在分析过程中, 都把 电子 模拟开关当作理想开关处理, 没有考虑 它们的导通电阻和导通电压降。 在实际应用中, 这些 开关总 有一定的导通电 阻和导通压降, 而且每个开关的情况不完全 相同。它们的存在无疑将引起转 换误差, 影 响转换精度。为了克服这一问题, 常采用权 电流D/A转换器。
第9章 D/A及A/D转换
随着数字技术,特别是计算机技术的发展,在现代控 制、通信及检测领域中,为提高系统的性能指标, 对信号的处理广泛地采用了计算机技术。由于计算 机只能处理数字信号,而系统的实际对象往往是一 些模拟量, 因此需要将模拟信号转换成数字信号后 才能送给数字系统进行处理。同时,往往还需要把 处理后得到的数字信号再转换成相应的模拟信号, 作 为最后的输出。通常把数字信号转换成模拟信 号的电路或器件称为D/A转换器或DAC； 将模拟 信号转换数字信号的电路或器件称为A/D转换器或 ADC。
K=0
上式表明, 输出电压正比于输入数字量, 从而实现了 从数字量到模拟量的转换。权电阻网络D/A转换器 的优点是电路结构比较简单, 所用的电阻元件数比 较少。它的缺点是 各个电阻的阻值相差比较大, 尤 其是在输入信号的位数较多时, 这个问题更突出。 例如当输 入信号增加到8位时, 如果权电阻网络中 最小的电阻为R=10KΩ, 那么最大的电阻值将达到 27R(=1.28M), 两者相差128倍之多。要想在极为宽 广的阻值范围内保证每个电阻都有很高 的精度是十 分困难的, 尤其对制作集成电路更加不利。为了克 服权电阻网络DAC中电阻值相 差太大的缺点, 常采 用倒T型电阻网络D/A转换器。
3. 转换时间 D/A转换器的转换时间, 又称建立时间, 是描述D/A转 换速度快慢的一个重要参数。所谓建立 时间, 是指 D/A转换器中输入代码有满度值的变化时, 其输出模 拟电压(或电流)达到满度值 ±(1/2)LSB时所需要的 时间。 不同型号的D/A转换器, 其建立时间不同。电流型 D/A转换较快, 一般在几百纳秒到几微秒之 内; 而电 压型D/A转换器较慢, 建立时间主要取决于运算放大 器的响应时间。 D/A转换器中的电阻网络、模拟开关和驱动电路均为 非理想电阻性器件, 各种寄生参量及开 关电路的延 迟响应特性均会使转换器产生过渡过程。实际建立 时间的长短不仅与转换器本身 的转换速率有关, 还 与数字量变化的大小有关。输入数字量从全0变到全 1时, 建立时间最长 , 称为满量程变化的建立时间。 一般手册上给出的都是满量程变化的建立时间。
《数字电子技术基础》第9章.数模模数转换电路概要
9.2 A/D转换电路
9.2.4 双积分A/D转换电路
图9.2.10是一个n位双积分A/D转换电路，它由积分器A1、比 较器A2、n位二进制计数器和控制逻辑电路四部分组成。
图9.2.10
双积分A/D转换电路
9.2 A/D转换电路
双积分A/D转换电路先把电压转换成中间 量时间，再将时间转换为数字量，所以也称为 V T转换电路。还可以把电压转换成其他物理 量，如先把电压转换成频率，再将频率转换为 数字量，即V F转换电路。上述介绍的转换方 法属于间接转换，双积分A/D转换电路是间接 转换方法中应用最为普遍的电路。逐次比较、 并行比较等A/D转换方法直接将电压转换为数 字，属于直接转换法。
图9.1.4
权电阻网络D/A转换电路
9.1 D/A转换电路
9.1.2 倒T电阻网络
n位倒T电阻网络D/A转换电路原理图如图9.1.5所示。
图9.1.5
倒T电阻网络D/A转换电路
9.1 D/A转换电路
9.1.3 权电流D/A转换电路
倒T电阻网络D/A转换电路中的模拟开 关存在着导通电阻和导通压降，它们会引 起流过各支路的电流变化，产生转换电流 误差问题。为了改进倒T电阻网络D/A转 换电路的精度，可以采用恒流源代替各支 路电阻产生电流的权电流D/A转换电路。
9.2 A/D转换电路
A/D转换是D/A转换的逆过程，在A/D转换 电路中，将一个输入连续的模拟信号变换为输 出离散的数字信号。若模拟参考量为UERF，则 输出数字量D和输入模拟量A之间的关系为
9.2 A/D转换电路
9.2.1 采样-保持电路
在A/D转换过程中， 持电路，使输入A/D转 换电路的信号在一次转 换时间内保持不变。 所谓采样就是将一 个时间上连续变化的模 拟量转换为时间上离散 的模拟量。图9.2.3表 示出了模拟信号与采样 信号的波形关系。 图9.2.3 模拟信号采样过程
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Note that the excess-2n numbers are just the two’s complement numbers with the sign bit reversed!
The excess-4 representation given in the table is produced by adding (100)2 to the 3-bit two’s complement code
二进制数没有符号位 ，全是数值位
DAC0808 D/A转换器输出与输入的关系（ 设VREF=10V）
AD7520的单极性输出
(二)双极性输出方式
因为在数字系统中数值通常是带符号的，以希望D/A转换 器能够把带符号的二进制数输入转换成正负极性的模拟电压 输出。
Excess or Biased Representations
可算出，基准电流 I=VREF/R， 则流过各开关支路（从右到左）的电流分别为 I/2、I/4、I/8、I/16。 于是得总电流：
输出电压：
将输入数字量扩展到n位，则有：
可简写为：vO=－KNB 其中：
K=
常用的CMOS开关倒T形电阻网络D/A转换器 的集成电路有AD7520（10位）等
AD7520是10位CMOS电流开关型 D/A转换器。芯片内含有倒梯形电 阻网络、CMOS电流开关和反馈电 阻（R=10K），该集成D/A转换器 在应用时必须外接参考电压源和运
算放大器。其内部电阻网络组成的 D/A转换电路如图所示，AD7520的 引脚图如图所示。
10
要使D/A转换器具有较高的精度，对电路中的参数有 以下要求：
（1）基准电压稳定性好；（2）倒T形电阻网络中R 和2R电阻的比值精度要高；
（3）每个模拟开关的开关电压降要相等。为实现电 流从高位到低位按2的整倍数递减，模拟开关的导通 电阻也相应地按2的整数倍递增。
倒T 型电 阻网 络
四． D/A转换器应用举例
DAC0808是8位权电流型D/A转换
器，其中D0～D7是数字量输入 端。
用这类器件构成的D/A转换器时， 需要外接运算放大器和产生基 准电流用的电阻R1。
当VREF=10V、 R1=5kΩ、 Rf=5kΩ时， 输出电压为：
(一)单极性输出方式
二． 倒T形电阻网络D/A转换器（4位）
图中S0～S3为模拟电子开关，由输入数码Di控制 当D，i=1时，Si接运算放大器反相输入端（虚地），电流Ii流入求和电路； 当Di=0时，Si将电阻2R接地。 所以，无论Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻均接“地”（地或虚地）。
电流的参 考方向
电流的真 实方向也 如此
数字电子技术基础第九章模 数与数模转换
9.1 D/A转换器
一． D/A转换器的基本原理 对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些 模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字/模拟 转换。
根据解码网络的不同，D/A转换器分不同类型，常见的 有： 倒T型电阻网络D/A转换 权电阻网络D/A转换 权电流型D/A转换等
An excess-K representation of a code C is formed by adding the value K to each code word of C .
Excess representations are frequently used in the representation of the exponents of floating point numbers so that the smallest exponent value will be represented by all zeros.
参考电压源VREF、运算放大器A2、R1、Tr、R与VEE组成基准电 流IREF产生电路，A2和R1、Tr的cb结组成电压并联负反馈电路 ，以稳定输出电压，即Tr的基极电压。Tr的集电结，电阻R到 VEE为反馈电路的负载，由于电路处于深度负反馈，根据虚短 的原理，其基准电流为：
可推得n位倒T形权电流D/A转换器的输出电压
由于在倒T形电阻网络D/A转换器中，各支路电流直 接流入运算放大器的输入端，它们之间不存在传输上 的时间差。电路的这一特点不仅提高了转换速度，而 且也减少了动态过程中输出端可能出现的尖脉冲。它 是目前广泛使用的D/A转换器中速度较快的一种。
三． 权电流型D/A转换器
为进一步提高D/A转换器的转换精度，可采用权电流型D/A转换器 。
采用具有电流负反馈的BJT恒流源电路的权电流D/A转换器：
IE3=I/2，IE2=I/4，IE1=I/8，IE0=I/16
电流的参 考方向
电流的真 实方向也 如此
由图可见，T3～T0的基极是接在一起的，三极管的发射结压降VBE相同，则它们的发射极处于相同的 电位。在计算各支路的电流时，可以认为所有2R电阻的上端都接到了同一个电位上，因而电路的工作 状态与倒梯形电阻网络的工作状态一样。这时流过每个2R电阻的电流自左而右依次减少1/2。为了保 证所有三极管的发射结压降相等，在发射极电流较大的三极管中按比例地加大了发射结的面积，即T3 ～T0发射结面积之比为8:4:2:1，在图中T3～T0均采用了多发射极晶体管来表示，其发射极个数是8、4 、2、1。这样，在各BJT电流比值为8:4:2:1的情况下，T3～T0的发射极电流密度相等，结面积的比值 8:4:2:1，可使各发射结电压VBE相同。由于T3～T0的基极电压相同，所以它们的发射极e3、e2、e1、e0就 为等电位点。在计算各支路电流时将它们等效连接后，流入每个2R电阻的电流从高位到低位依次减少 1/2，各支路中电流分配比例满足8:4:2:1的要求。
按模拟电子开关分，有 CMOS开关型D/A转换器 双极型D/A转换器
一、权电阻网络D/A转换器
权电阻D/A转换器电路 十分简单，但是，当数 字量的位数增多时，权 电阻数目增多，阻值范 围越来越大，权电阻阻 值的种类太多，集成电 路制造、权电阻的匹配 都比较困难，所以权电 阻D/A转换器的转换精 度受到了限制
The excess-4 representation given in the table is produced by adding (100)2 to the 3-bit two’s complement code
二进制数没有符号位 ，全是数值位
DAC0808 D/A转换器输出与输入的关系（ 设VREF=10V）
AD7520的单极性输出
(二)双极性输出方式
因为在数字系统中数值通常是带符号的，以希望D/A转换 器能够把带符号的二进制数输入转换成正负极性的模拟电压 输出。
Excess or Biased Representations
可算出，基准电流 I=VREF/R， 则流过各开关支路（从右到左）的电流分别为 I/2、I/4、I/8、I/16。 于是得总电流：
输出电压：
将输入数字量扩展到n位，则有：
可简写为：vO=－KNB 其中：
K=
常用的CMOS开关倒T形电阻网络D/A转换器 的集成电路有AD7520（10位）等
AD7520是10位CMOS电流开关型 D/A转换器。芯片内含有倒梯形电 阻网络、CMOS电流开关和反馈电 阻（R=10K），该集成D/A转换器 在应用时必须外接参考电压源和运
算放大器。其内部电阻网络组成的 D/A转换电路如图所示，AD7520的 引脚图如图所示。
10
要使D/A转换器具有较高的精度，对电路中的参数有 以下要求：
（1）基准电压稳定性好；（2）倒T形电阻网络中R 和2R电阻的比值精度要高；
（3）每个模拟开关的开关电压降要相等。为实现电 流从高位到低位按2的整倍数递减，模拟开关的导通 电阻也相应地按2的整数倍递增。
倒T 型电 阻网 络
四． D/A转换器应用举例
DAC0808是8位权电流型D/A转换
器，其中D0～D7是数字量输入 端。
用这类器件构成的D/A转换器时， 需要外接运算放大器和产生基 准电流用的电阻R1。
当VREF=10V、 R1=5kΩ、 Rf=5kΩ时， 输出电压为：
(一)单极性输出方式
二． 倒T形电阻网络D/A转换器（4位）
图中S0～S3为模拟电子开关，由输入数码Di控制 当D，i=1时，Si接运算放大器反相输入端（虚地），电流Ii流入求和电路； 当Di=0时，Si将电阻2R接地。 所以，无论Si处于何种位置，与Si相连的2R电阻均接“地”（地或虚地）。
电流的参 考方向
电流的真 实方向也 如此
数字电子技术基础第九章模 数与数模转换
9.1 D/A转换器
一． D/A转换器的基本原理 对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些 模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字/模拟 转换。
根据解码网络的不同，D/A转换器分不同类型，常见的 有： 倒T型电阻网络D/A转换 权电阻网络D/A转换 权电流型D/A转换等
An excess-K representation of a code C is formed by adding the value K to each code word of C .
Excess representations are frequently used in the representation of the exponents of floating point numbers so that the smallest exponent value will be represented by all zeros.
参考电压源VREF、运算放大器A2、R1、Tr、R与VEE组成基准电 流IREF产生电路，A2和R1、Tr的cb结组成电压并联负反馈电路 ，以稳定输出电压，即Tr的基极电压。Tr的集电结，电阻R到 VEE为反馈电路的负载，由于电路处于深度负反馈，根据虚短 的原理，其基准电流为：
可推得n位倒T形权电流D/A转换器的输出电压
由于在倒T形电阻网络D/A转换器中，各支路电流直 接流入运算放大器的输入端，它们之间不存在传输上 的时间差。电路的这一特点不仅提高了转换速度，而 且也减少了动态过程中输出端可能出现的尖脉冲。它 是目前广泛使用的D/A转换器中速度较快的一种。
三． 权电流型D/A转换器
为进一步提高D/A转换器的转换精度，可采用权电流型D/A转换器 。
采用具有电流负反馈的BJT恒流源电路的权电流D/A转换器：
IE3=I/2，IE2=I/4，IE1=I/8，IE0=I/16
电流的参 考方向
电流的真 实方向也 如此
由图可见，T3～T0的基极是接在一起的，三极管的发射结压降VBE相同，则它们的发射极处于相同的 电位。在计算各支路的电流时，可以认为所有2R电阻的上端都接到了同一个电位上，因而电路的工作 状态与倒梯形电阻网络的工作状态一样。这时流过每个2R电阻的电流自左而右依次减少1/2。为了保 证所有三极管的发射结压降相等，在发射极电流较大的三极管中按比例地加大了发射结的面积，即T3 ～T0发射结面积之比为8:4:2:1，在图中T3～T0均采用了多发射极晶体管来表示，其发射极个数是8、4 、2、1。这样，在各BJT电流比值为8:4:2:1的情况下，T3～T0的发射极电流密度相等，结面积的比值 8:4:2:1，可使各发射结电压VBE相同。由于T3～T0的基极电压相同，所以它们的发射极e3、e2、e1、e0就 为等电位点。在计算各支路电流时将它们等效连接后，流入每个2R电阻的电流从高位到低位依次减少 1/2，各支路中电流分配比例满足8:4:2:1的要求。
按模拟电子开关分，有 CMOS开关型D/A转换器 双极型D/A转换器
一、权电阻网络D/A转换器
权电阻D/A转换器电路 十分简单，但是，当数 字量的位数增多时，权 电阻数目增多，阻值范 围越来越大，权电阻阻 值的种类太多，集成电 路制造、权电阻的匹配 都比较困难，所以权电 阻D/A转换器的转换精 度受到了限制