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理解 R/2R 阶梯型数模转换器

R/2R 阶梯 DAC 是传统二进制加权(R/2ⁿR)转换器的流行替代方案,仅用两种电阻值即可实现相同二进制加权,简化元件选型。

R/2R 与 R/2ⁿR DAC 对比

传统二进制加权设计每位需要唯一电阻值——8 位转换器常需八种不同电阻。这增加 BOM 复杂度和装配工作量。

虽可串联相同电阻模拟所需值,但仅将复杂度从“种类”转移到“数量”,使电路更笨重、更难管理。

什么是 R/2R 阶梯 DAC?

仅用 R 和 2R 两种电阻按阶梯排列,即可实现相同二进制加权,同时保持元件数量可控。下图展示该阶梯网络:

理解 R/2R 阶梯型数模转换器

虽然数学分析比简单加权电阻复杂,但可用戴维南等效或 SPICE 仿真分析。下表列出各 3 位输入对应的输出电压:

BinaryOutput Voltage
0000.00 V
001-1.25 V
010-2.50 V
011-3.75 V
100-5.00 V
101-6.25 V
110-7.50 V
111-8.75 V

相关工作表:

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