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 (AD) 转换例 15 1 对于一个 8 位 DA 转换器：(1) 若最小输出电压增量为 002V，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 DA 转换器的精度小于 025，试问这一 DA 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10.001 0.1 %2101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002V 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1281100 =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 05。因此，这 个 8 位 DA 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 RFR，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 153巳知倒 T 形电阻网络 DAC中的反馈电阻RF R， VREF10V，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 154 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 d7d0 11110011，试求该时刻输出模拟电压 v0 的值。设基准电压 VREF 8V，电源电压 VDDl 5V 。解例 155要设计个DA 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t s 1 s、外接运算放大器的电压变化率SR 2V/ s，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。 2n10V 50mV 200 即可。 DAC0832已经够用。(3) 线性度误差应优于25mV 10V 0.0025 ，即 025。 DAC 0832 的线性度02，满足要求。(4)T t s 十 VOMAX SR1=1+10 2 6( s) 。例 156 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 01V，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 vI2V VREF，时钟频率f CP200kHz，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 20.1 20所以取n 5( 位)(2) 因为 T T1 T2 2 n TCP (1VI )VREF且 n5，TCP0005ms，如令 VI VREF，则Tmax 25 0005 2 032(ms)(3) 因为积分器的输出n而 T 12 TCP所以 VOVI2 n TCPRC即RCVI2n TCP232 0.005 0.064(ms)VO5