用Proteus告訴你什么是數(shù)模轉(zhuǎn)換器

用Proteus告訴你什么是數(shù)模轉(zhuǎn)換器？數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）將數(shù)字（用于計(jì)算機(jī)，如微控制器）轉(zhuǎn)換為模擬電壓。它們與模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）相反。數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）有兩種主要類型：二進(jìn)制加權(quán)和R-2R二進(jìn)制加權(quán)DAC上圖是一個4位二進(jìn)制加權(quán)DAC。如果你還不熟悉二進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)，那么請看我們關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)的文章。DAC可以接受0-15之間的數(shù)字（十進(jìn)制，二進(jìn)制0-1111），并產(chǎn)生一個相應(yīng)的模擬電壓。如果電源電壓是5V（邏輯狀態(tài)塊在0V和5V之間切換），那么，電壓步長是5V/15=0.333V每個電阻的值是：其中：t是總位數(shù)（在本例中為4）。n是特定位的編號（從零開始）。k是一個任意常數(shù)（圖中為1k）。當(dāng)然，要從該DAC驅(qū)動任何類型的負(fù)載，我們需要將其通過緩沖運(yùn)算放大器（有關(guān)更多信息，請參閱我們關(guān)于運(yùn)算放大器的文章）：只需添加更多輸入和正確值的電阻就可以添加更多位（更高分辨率）。二進(jìn)制加權(quán)DAC的缺點(diǎn)是可能需要大量精密值電阻（使BoM膨脹），并且可能很難找到所需精確值的精密電阻。R-2RDACR-2RDAC只需要2個電阻值，一個電阻值是另一個電阻值的兩倍。4-BitR-2RDACwithR=10k(2R=20k)R-2RDAC的缺點(diǎn)是輸出電壓限制在的電源電壓范圍內(nèi)，其中t是總位數(shù)。另一種思考方式是輸出電壓限制為電源電壓的（分辨率-1）/分辨率，其中分辨率是DAC的分辨率（4位DAC為16步）。對于采用5V電源的4位ADC，其電壓為15/16x5V=4.69V然而，這可以通過精確的放大器增益來糾正，我們將在后面看到?？紤]到4位網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓限制為4.69V，5V電源和4位DAC的電壓步長為4.69V/15=0.31V。同樣，可以使用精確的放大器增益將其校正為超過整個電源電壓，這將得到0.333V（與二進(jìn)制加權(quán)DAC相同）：與二進(jìn)制加權(quán)DAC類似，如果要驅(qū)動任何負(fù)載，就需要一個放大器。為了將輸出放大到整個電源范圍，可以在放大器上使用一個增益，其中t也是總位數(shù)。或者，再換一種方式，運(yùn)算放大器的增益應(yīng)該是分辨率/（分辨率-1），其中分辨率是DAC的分辨率（4位DAC的16步）。這意味著設(shè)置RA=R（本例中為10k）對于4位DAC來說，這將是R×15，在本例中為10k×15=150k。這樣我們就可以得到完整的5V輸出：因此，為了擴(kuò)展到整個電源范圍，需要任意值的單個精密電阻，但這比二進(jìn)制加權(quán)DAC所需的一系列精密電阻更容易處理。其他DAC另一種類型的DAC是濾波PWM類型，其中PWM信號通過R-C濾波器網(wǎng)絡(luò)低通