DA转换器输出电压分辨率百分数计算公式
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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v o 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
1.0001.01
2110==-% 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
1001
218⨯-％=0.3922% (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R F ＝R ，V REF ＝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R F ＝R ，V REF ＝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V REF 和R F 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d 7～d 0v 0的值。
设基准电压V REF ＝8V ，电源电压V DD ＝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V REF 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t s ＝1μs 、外接运算放大器的电压变化率S R ＝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V REF 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 ＝t s 十V OMAX ／S R ＝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v I 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f CP ＝200kHz ，采样保持时间最大需要多少?
(3)假定V v I 2=＜V REF ，时钟频率f CP ＝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)
(2) 因为 )1(221REF
I CP n V V T T T T +=+= 且n ＝5，T CP ＝0．005ms ，如令V I ＝V REF ，则
T max ＝25×0．005×2＝0．32(ms)
(3) 因为积分器的输出
而 T 1＝2n T CP
所以 CP n I O T RC
V V 2⨯-= 即 )(064.0005.032522ms T V V RC CP n O I =⨯⨯--=⨯-=。
