DA转换器输出电压分辨率百分数计算公式

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

10.0010.1% 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为0．02V时，输入代码0100110l所对应的输出电压为

(2)8位D／A转换的分辨率百分数为

1100％=0.3922% 281(3)若要求D／A转换器的精度小于0．25％，则其分辨率应小于0．5％。因此，这 个8位D／A转换器可满足所设置系统的精度要求。

例15．2 已知倒T形电阻网络DAC的RF＝R，VREF＝10V，试分别求出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 8位DAC的最大输出电压

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。

例15．3 巳知倒T形电阻网络DAC中的反馈电阻RF＝R，VREF＝10V，试分别求出4位和8位DAC的输出最小电压，并说明这种DAC最小输出电压与位数的关系。

解 4位DAC的输出最小电压 8位DAC的输出最小电压

由上可知，在VREF 和RF相同的条件下，倒T形电阻网络DAC的位数越多，输出最小电压越小。

例15．4 用5G7520和一个集成运算放大器组成一个DAC，若某时刻输入的数字信号d7～d0v0的值。设基准电压VREF＝8V，电源电压VDD＝l 5V。

解

例15．5 要设计—个D／A转换系统，请回答以下问题：

(1) 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?

(2) 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?

(3)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变化率SR＝2V/μs，在最大输出电压为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。 (3)线性度误差应优于25mV／10V＝0.0025，即0．25％。DAC 0832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2V＜VREF，时钟频率fCP＝200kHz，如果积分器的最大输出电压为-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 2n≥2／0.1＝20

所以取 n＝5(位)

V(2) 因为 TT1T22nTCP(1I)

VREF且n＝5，TCP＝0．005ms，如令VI＝VREF，则 Tmax＝25×0．005×2＝0．32(ms) (3) 因为积分器的输出 而 T1＝2nTCP

VI2nTCP RCV2320.0050.064(ms) 即 RCI2nTCPVO5所以 VO