Электроника:Цифровая электроника/Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразования/ЦАП R\2R: (цифро-аналоговый преобразователь)

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


ЦАП R/2R: (цифро-аналоговый преобразователь)[1]

Схема ЦАП R/2R является альтернативой ЦАП с двоично-взвешенным входом (R/2nR) и в ней используется меньшее количество уникальных номиналов резисторов.

ЦАП R/2R VS ЦАП R/2nR

Недостатком предыдущей конструкции ЦАП было требование нескольких различных точных значений входного резистора: одно уникальное значение для каждого двоичного входного бита. Может упростить производство, если перед сборкой закупать, хранить и сортировать необходимые резисторы с различными номиналами.

Конечно, мы можем взять схему ЦАП с двоично-взвешенным входом и модифицировать её, чтобы использовать только одинаковые значения входного сопротивления, последовательно соединив несколько резисторов:

Рис. 1. Если последовательно соединять одинаковые резисторы, то можно обеспечивать кратные номиналы.
Рис. 1. Если последовательно соединять одинаковые резисторы, то можно обеспечивать кратные номиналы.

Увы, но этот подход просто заменяет одну сложность другой: большее количество одинаковых компонентов вместо разнообразия значений компонентов. Однако есть более эффективная методика проектирования.

Что такое «лестничный» ЦАП R/2R?

Построив другой тип цепи резисторов на входе нашей схемы суммирования, мы можем добиться такого же двоичного взвешивания только с двумя типами номиналов резисторов и лишь с небольшим увеличением количества резисторов. Эта «лестничная» цепь выглядит так:

Рис. 2. Если располагать в «лестничном» стиле, то можно обойтись только двумя номиналами резисторов.
Рис. 2. Если располагать в «лестничном» стиле, то можно обойтись только двумя номиналами резисторов.

Математический анализ этой лестничной схемы несколько сложнее, чем для предыдущей схемы, где каждый входной резистор обеспечивал легко вычисляемый коэффициент усиления для своего бита.

Те, кто заинтересован в дальнейшем изучении тонкостей этой схемы, могут использовать теорему Тевенена для каждого двоичного входа (не забудьте учесть влияние виртуальной «земли») и/или использовать программу для моделирования электрических цепей, вроде той же SPICE, для определения отклика схемы. В любом случае вы должны получить следующую таблицу значений:

Двоичный вход 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

См.также

Внешние ссылки