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一种新颖的T型D/A电容网络的设计

更新日期:2006-10-06  作者:刘振来 李守义 张志荣 石玉军  来源:EDN China

      1、T型电容网络D/A转换

       4位T型电容网络D/A转换器原理电路如图1所示。由图1可以看出,在T型电容网络里仅用了C,2C两种容值的电容,最小与最大电容值之比为1:2,因而克服了权电容网络的缺点。

T型电容网络D/A转换器

        为了分析方便该电路的工作原理,先对T型电容网络进行简化。假设输入的数字信号为d3d2d1d0=0001,此时模拟开关S0接基准电压VREF,其余S1,S2,S3均接地,了型电容网络处于图2所示的状态下。若利用戴维南定理从AA端向右逐级进行化简,则得到图3所示化简电路。由此可以看出,经过每一级节点之后输出的电压均以1/2的比例递减。在S0上加的VREF,到了DD端则变成了VREF/24。同理,若在S1,S2和S3上分别加上VREF,则在DD端提供的电压分别为VREF/23,VREF/22和VREF/21。而且DD端的等效输出电容永远是2Cx。

T型电容网络等效图和网络化简图

       根据叠加原理可以得出将VREF加到每个模拟开关上时,T型电容网络的等效输出电压为:

       VE= VREF/24 (d3×23+ d2×22+ d1×21+ d0×20)

       由此可以画出T型电容网络D/A转换器的等效电路图如图4所示,其输出电压为;

输出电压

T型电容网络D/A转换器的等效<a电路 hspace=0 src="http://www.chinaoptic.com.cn/d/file/elec_article/3/2006-10-06/ea537678fbd342cb07d8d4feaf1098bd.gif" width=300 border=0>

       该式说明,D/A转换器输出电压V0与输入的数字量成正比,即实现了数字量到模拟量之间的转换。

       同理,对于n位T型电容网络D/A转换器则有:

      T型电容网络D/A转换器的优点是电路结构简单,电容容值之差较小,缺点是电容数目较多,传输速度较低,且各级之间因信号传输误差及开关动作的误差可能引起输出端产生尖峰脉冲影响电路工作。

      2 结 语

      T型电容网络D/A转换器的优点是电路结构简单,电容容值之差较小。克服了权电容网络D/A转换器在输人数字量位数较多时各个电容器的电容量相差很大的主要缺点。同时,在MOS集成电路中电容器不仅容易制作,而且可以通过精确控制电容器的尺寸严格地保持各电容器之间电容量的比例关系。

       因此,在采用MOS工艺制造D/A转换器时,权电容网络D/A转换器也不失为一种常用的方案。

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