一種新穎的T型D/A電容網路的設計

admin @ 2014-03-26 , reply:0

1、T型電容網路D/A轉換器

4位T型電容網路D/A轉換器原理電路如圖1所示。由圖1可以看出,在T型電容網路里僅用了C,2C兩種容值的電容,最小與最大電容值之比為1:2,因而克服了權電容網路的缺點。

為了分析方便該電路的工作原理,先對T型電容網路進行簡化。假設輸入的數字信號為d3d2d1d0=0001,此時模擬開關S0接基準電壓VREF,其餘S1,S2,S3均接地,了型電容網路處於圖2所示的狀態下。若利用戴維南定理從AA端向右逐級進行化簡,則得到圖3所示化簡電路。由此可以看出,經過每一級節點之後輸出的電壓均以1/2的比例遞減。在S0上加的VREF,到了DD端則變成了VREF/24。同理,若在S1,S2和S3上分別加上VREF,則在DD端提供的電壓分別為VREF/23,VREF/22和VREF/21。而且DD端的等效輸出電容永遠是2Cx。

       根據疊加原理可以得出將VREF加到每個模擬開關上時,T型電容網路的等效輸出電壓為:

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

       由此可以畫出T型電容網路D/A轉換器的等效電路圖如圖4所示,其輸出電壓為;

       該式說明,D/A轉換器輸出電壓V0與輸入的數字量成正比,即實現了數字量到模擬量之間的轉換。

       同理,對於n位T型電容網路D/A轉換器則有:

      T型電容網路D/A轉換器的優點是電路結構簡單,電容容值之差較小,缺點是電容數目較多,傳輸速度較低,且各級之間因信號傳輸誤差及開關動作的誤差可能引起輸出端產生尖峰脈衝影響電路工作。

      2 結 語

      T型電容網路D/A轉換器的優點是電路結構簡單,電容容值之差較小。克服了權電容網路D/A轉換器在輸人數字量位數較多時各個電容器的電容量相差很大的主要缺點。同時,在MOS集成電路中電容器不僅容易製作,而且可以通過精確控制電容器的尺寸嚴格地保持各電容器之間電容量的比例關係。

       因此,在採用MOS工藝製造D/A轉換器時,權電容網路D/A轉換器也不失為一種常用的方案。




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