簡介

轉換方式

數模轉換有兩種轉換方式:並行數模轉換和串列數模轉換。圖1為典型的並行數模轉換器的結構。虛線框內的數碼操作開關和電阻網路是基本部件。圖中裝置通過一個模擬量參考電壓和一個電阻梯形網路產生以參考量為基準的分數值的權電流或權電壓;而用由數碼輸入量控制的一組開關決定哪一些電流或電壓相加起來形成輸出量。所謂“權”,就是二進制數的每一位所代表的值。例如三位二進制數“111“,右邊第1位的“權”是 20 /23 =1/8;第2位是21 /23 =1/4;第3位是22 /23 =1/2。位數多的依次類推。圖2為這種三位數模轉換器的基本電路,參考電壓VREF在R1、R2、R3中產生二進制權電流,電流通過開關。當該位的值是“0”時,與地接通;當該位的值是“1”時,與輸出相加母線接通。幾路電流之和經過反饋電阻Rf產生輸出電壓。電壓極性與參考量相反。輸入端的數字量每變化1,僅引起輸出相對量變化1/23 =1/8,此值稱為數模轉換器的解析度。位數越多解析度就越高,轉換的精度也越高。工業自動控制系統採用的數模轉換器大多是10位、12位,轉換精度達0.5~0.1%。

技術指標

DAC不僅可以對輸入代碼產生一個量化輸出電平的回響,同時也可以動態產生信號。與ADC一樣,DAC也是一個採樣數據系統,因而遵循奈奎斯特和香農採樣定理。
此外,建立時間是一個DAC設計多方面的技術指標。簡單的可以理解為從輸出電壓離開一個具有指定誤差範圍電平到穩定進入目標誤差範圍電平的時間。有些製造商定義的建立時間還包括與鎖存和開關設定時間相關的暫存器延遲,以及如圖2中所示的左側的死區。前者在使用DAC產生動態信號時更為有用,而後者對於電平設定的調節很重要。不符合建立時間的時序指標可能會導致性能上的問題。
架構

如果去掉右圖電阻串DAC最上面的電阻,梯形電阻串的上下兩個端點就變成了電位器的兩個端點,從而得到數字電位器,電阻串DAC的輸出成為了電位器的抽頭。
套用

如圖中所示,環境亮度檢測器輸出一個正比於現有光線亮度的電流,TIA(跨導放大器)將這個小電流轉變成一個電壓,再把這個電壓送入A/D轉換器。系統中的微控制器讀出A/D的輸出,並通過I2C接口對數字電位器進行設定。數字電位器被連線到白色LED驅動器ADM8846的RSet引腳,從而改變了它提供給LED的輸出電流,這樣就完成了對LED的亮度控制。在上電時,AD5245預置為中間阻值。

右圖所示的是6通道視頻編碼器ADV7322同時在標清TV和高清TV上顯示視頻的套用。圖中上面的高清TV視頻信號是將模擬的Y、Pr、Pb信號分開,使用三條線纜來獨立傳輸,而下面的標清TV輸入的是複合視頻信號,ADV7322的6路輸出都要加緩衝器以驅動高清和標清的顯示器。此外,由於AD8061具有出色的適合視頻套用的參數特性,所以這裡選用AD8061做緩衝器。ADV7322的輸出還可能根據連線設備的需要,加一個模擬低通濾波器以實現反鏡像濾波。最後需要說明的一點是,雖然ADV7322含有片上基準,但可能還要考慮使用一個更好的外部基準來最佳化其性能,比如AD1580。