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西安交通大学国家集成电路人才培养基地国家集成电路人才培养基地培训资料(9)R-2R 梯形DAC设计2006-X-XX第 I 页 共 6 页R-2R梯形DAC实验无运放的R-2R梯形DAC1. D/A转换原理D/A转换器的原理框图如图1.1所示，D/A转换器可以看作一个译码器，它将输入的数字码转换成模拟信号，并以电压或电流的形式输出。每个数字代码通过位权的运算都可以转换成一个相对应的模拟量。请注意，输出的模拟量不是连续的，相邻两个模拟量的差值等于1LSB。图1.1 D/A转换器方框图2. 电路图及原理分析 DAC通常分成并行DAC和串行DAC两大类。进一步的分类，根据二进制加权的模式可以分成权电流，权电压和权电荷。本实验的8位DAC采用的R-2R梯形结构是权电流DAC中的一种,其原理图如图2.1所示：图2.1 无运放的R-2R梯形DAC其中每一位的结构如图2.2所示： 图2.2(a) 最低位的结构 图2.2(b) 第i位的结构C3 D/A lfy图2.1中的VDD取1.8伏，电阻网络的特点是,整个网络只有R和2R两种阻值的电阻，其中R=2K，且从任意一个2K电阻的左端向左看，所看到的电阻均等于2K。假定bi=1，其余的所有数字代码均为0，此时电路结构如图2.3所示： 图2.3 bi位输入1其余位输入0等效电路运用戴维南等效，可以得到bi对Vout的贡献为VDD/2i，具体过程如图2.4所示：图2.4 bi位输入1输出等效运用线性叠加原理，叠加所有输入码对Vout的贡献得： （2.1）3. 仿真结果分析将VDD设为1.8V，然后再给每个输入端加上脉冲源，最低位的周期为T，次低位周期为2T，周期成倍增大，如此设置好所有脉冲源，以使DAC依次遍历所有可能的编码。从00000000(=0V)以1.8/256或7.031mV(1LSB)为增量上升到11111111(=1.8V-1LSB)，仿真结果如图3.1所示：图3.1 8位DAC仿真结果放大显示倍数，图3.1中的波形细节如图3.2所示：图3.2 放大显示输出波形从图3.2我们可
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