一種新穎的Π型雙極性D/A轉(zhuǎn)換器的設(shè)計

1 通用雙極性輸出電壓D/A轉(zhuǎn)換器
圖1是輸入為3 bit的雙極性輸出D/A轉(zhuǎn)換器[2]。在沒有接入反相器G和偏移電阻RB情況下，它的輸出電壓是單極性的，是一個普通的3 bit電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器，得不到正、負(fù)極性的輸出電壓，為此在圖1中增設(shè)了由RB和VB組成的偏移電路。

根據(jù)原碼與補(bǔ)碼的關(guān)系，在各放大器的輸入端接入一個偏移電流，使輸入最高位為1，而其他各位輸入為0時，輸出V_O=0。為了使輸入代碼為100時的輸出電壓等于零，只要使IB與此時IΣ的大小相等即可，故應(yīng)取：

將輸入的符號位反相后接到D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端，就得到了雙極性輸出的D/A轉(zhuǎn)換器。該電路的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中只有R和2R兩種阻值的電阻，精度高、速度快；其缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的電阻數(shù)目較多，為集成電路設(shè)計和制作帶來不便[3]。
2 一種新穎的Π型雙極性D/A電阻網(wǎng)絡(luò)單元
在分析了普通雙極性D/A輸出單元后，本文提出了一種全新的Π型雙極性D/A電阻網(wǎng)絡(luò)單元。本電路相對簡單，又有較高精度，集成化又較容易，具有廣泛的應(yīng)用價值。
2.1 4 bit Π型電阻網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
Π型電阻網(wǎng)絡(luò)如圖2所示，反相端“虛地”，S₃和S₂位的電阻及S1和S0位的電阻取值相差一倍，目的是讓流過它們的電流相差一倍。關(guān)鍵是如何確定串聯(lián)電阻RS的阻值，使其符合二進(jìn)制的衰減規(guī)律。如假設(shè)R_S=mR，則當(dāng)S3S2S1S0的取值為0011時，S₃、S₂位接地，S₁、S₀位接參考電壓，流入S3、S2位的電流等于零。

圖2的等效電路如圖3所示。則流過RS電阻的電流為：