DA转换器输出电压分辨率百分数计算公式

--第15章数模(D／A)与模数(A／D)转换例15．1对于一个8位D／A转换器：(1)若最小输出电压增量为0．02V，试问当输入代码为01001101时，输出电压vo为多少伏?(2)若其分辨率用百分数表示，则应是多少?(3)若某一系统中要求D／A转换器的精度小于0．25％，试问这一D／A转换器能否适用?解本例涉及转换器的几个参数，一是最小输出电压增量；二是分辨率；三是转换精度。最小输出电压增量是指对应于输入最小数字量的输出模拟电压值，也就是指数字量每增加一个单位，输出模拟电压的增加量。分辨率，定义为对最小数字量的分辨能力。一般用输入数字量的位数表示，也可用最小输出电压与最大输出电压之比的百分数表示。例如，分辨率为10位的D／A转换器，可表示成分辨率为10.0010.1%210 1转换精度，取决于转换误差，转换误差通常用输出电压满刻度的百分数表示，也可以用最低有效位的倍数表示。根据这些参数的含义，依照题意分析如下：(1)当8 位D／A转换器的最小输出电压增量 0．02V时，输入代码 0100110l 所对应为 的输出电压为vo0.02(26232220)1.54V(2)8位D／A转换的分辨率百分数为128100％=0.3922%1(3)若要求D／A转换器的精度小0．25％，则其分辨率应小于0．5％。因此，于这个8位D／A转换器可满足所设置系统的精度要求。已知倒T 形电阻网络 DAC的RF＝R，VREF＝10V ，试分别求例15．2 出 4位DAC和8位DAC的输出最大电压，并说明这种 DAC输出最大电压与位数的关系。解 4 位DAC的最大输出电压VomaxVREFR(241)101159.37V24R24位DAC的最大输出电压VomaxVREFR(281)1012559.96V28R28由此可见，最大输出电压随位数的增加而增加，但增加的幅度并不大。巳知倒T形电阻网络DAC中的反馈电阻RF＝R，VREF＝10V，试分别求例15．3出------4位和8 位DAC的输出最小电压，并说明这 DAC最小输出电压与位数的关种 系。解 4 位DAC的输出最小电压1------VominVREFR201011V0.63V24R24位DAC的输出最小电压VominVREFR0102822811V0.04VRVREF和RF相同的条件T形电阻网络DAC的位数越多，输出由上可知，在下，倒最小电压越小。用5G7520例15．4和一个集成运算放大器组成一DAC，若某时刻输入的数字信个号d7～d0＝11110011，试求该时刻输出模拟电v0的值。设基准电压压VREF＝8V，电源电压VDD＝l5V。解876543210v028(1212121202021212)82437.59V256例15．5 要设计—个 D／A转换系统，请回答以下问题：如果要求模拟输出电压的最大值为10V，基准电压VREF应选几伏?如果要求模拟输出电压的最大值为10V，电压的最小受化量为50mV，应选几位的DAC芯片?DAC0832还是AD7533?如果输出电压的最大值为10V，要求转换误差小于25mV，DAC芯片的线性度误差应优了多少?(4)如果DAC芯片的建立时间ts＝1μs、外接运算放大器的电压SR＝2V/μs，在变化率最大输出电压为10V时转换时间大约需要多少?解：(1)基准电压VREF选10V。(2)n＝8位。2n≥10V／50mV＝200即可。DAC0832已经够用。线性度误差应优于25mV／10V＝0.0025，即0．25％。DAC0832的线性度＜0．2％，满足要求。(4)T＝ts十VOMAX／SR＝1=1+10／2＝6(μs)。例15．6双积分型A／D转换器原理电路图如图15.1所示，请回答以下问题：(1)输入被测电压vI的最大值为2V，如果要求分辨率≤0．1V，图中的计数器应当取几位?(2)如果时钟频率fCP＝200kHz，采样保持时间最大需要多少?(3假定vI＜VREF，时钟频率fCP＝200kHz，如果积分器的最大输出电压-)2V为5V，问积分器的积分时间常数 RC等于多少?解 (1) 设计数器的级数为 n，应满足------2------2n≥2／0.1＝20所以取 n＝5(位)(2) 因为T T1 T2 2nTCP(1 VI )VREF且n＝5，TCP＝0．005ms，如令V I ＝VREF，则Tmax＝25