一個多位二進(jìn)制數(shù)中每一位的1所代表的數(shù)值大小稱為這一位的權(quán)。如果一個n位二進(jìn)制數(shù)用
表示,則最高位(msb)到最低位(lsb)的權(quán)依次為。
1.電路結(jié)構(gòu)及原理
下圖是4位權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)d/a轉(zhuǎn)換器的原理圖,它由權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、4個模擬開關(guān)和1個求和放大器組成。
s0--s3為模擬開關(guān),它們的狀態(tài)分別受輸入代碼di的取值控制,di=1時開關(guān)接參考電壓vref上,此時有支路電流ii流向求和放大器;di=0時開關(guān)接地,此時支路電流為零。
求和放大器是一個接成負(fù)反饋的運算放大器。為了簡化分析計算,可以把運算放大器近似地看成理想放大器——即它的開環(huán)放大倍數(shù)為無窮大,輸入電流為零(輸入電阻為無窮大),輸出電阻為零。當(dāng)同相輸入端v+的電位高于反相輸入端v-的電位時,輸入端對地電壓v0為正;當(dāng)v-高于v+時,v0為負(fù)。
當(dāng)參考電壓經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)加到v-時,只要v-稍高于v+時,便在v0產(chǎn)生很負(fù)的輸出電壓。在認(rèn)為運算放大器輸入電流為零的條件下可以得到:
2.電路優(yōu)缺點
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)比較簡單,所用的電阻元件數(shù)很少。
缺點:各個電阻阻值相處較大,尤其在輸入信號的位數(shù)較多時,這個問題更加突出。要想在極為寬廣的阻值范圍內(nèi)保證每個電阻都有很高的精度是十分困難的,尤其對制作集成電路更加不利。為了克服這個缺點,可以采用雙級權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)(有興趣可查閱參考資料)。或者采取其他形式d/a轉(zhuǎn)換器。