为什么我们需要 DAC IC?

电器工程 分压器 解码器
2022-01-11 10:00:47

请看下面的示意图。这是一个非常简单的电阻加法器,适用于任何标准!(TTL,CMOS,...)或任何馈入其中的任意电压。另一方面,由于其中没有活性成分,因此速度非常快。它只是由几个电阻组成,因此非常便宜。另一方面,输入位数没有限制(可以轻松扩展到 32、64 或数百位)。

那么,为什么我们需要 DAC IC?我正在寻找一个 32 位的高频 DAC。这种设备不容易找到,而且如果找到,它们也相当昂贵。我的意思是我应该为找到这样的设备付费的优势是什么?我认为它们一定有一些值得购买的优势。我唯一能想到的是它们固有的放大(例如 TTL -> 10V 左右),但这个目标可以通过任何类型的放大简单地实现。

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3个回答

您所拥有的是该领域已知的 R-2R DAC,它是许多不同类型的经常使用的数模转换器拓扑之一。您已经回答了自己的问题:当我们拥有这种 DAC 拓扑结构时,为什么还需要 DAC?因为它是一个DAC!

R-2R DAC 本身并不适合作为通用数模转换器。R-2R DAC 的输出阻抗非常高,这意味着带宽很快就会非常有限。即使输出上的几十皮法电容也会降低有效带宽并增加 MHz 区域的稳定时间。如果您使用运算放大器跟随器缓冲输出,这同样适用——经过良好调整的运算放大器不会采用低于 pF 的输入电容,并且降低 R-2R 梯形电阻会迅速将功耗增加到无法接受的高点. 不要误解我的意思,市场上有超高带宽 R-2R DAC,但这些是您在某些示波器的任意波形发生器中发现的芯片类型,它们顶部有一些散热器和风扇.

您可以使用其他 DAC 拓扑进行其他权衡。例如,delta-sigma DAC 没有精密缓冲器输出运算放大器,因此可以扩展到非常高的位深度(24-32 位),其中 R-2R - 由于输出缓冲标准 - 很少超过 12 位. 逐次逼近是另一种使用的拓扑结构,它固有地在输出上具有采样保持功能,可以以极低的阻抗驱动(这与相反 SAR ADC 可以具有非常高的输入阻抗的原因相同)。

你所拥有的称为 R2R 电阻梯。你能买到的IC内部也有这样的网络,但是因为是集成的,所以更容易保证准确性。请参阅Wikipedia 条目,了解为什么拥有准确的电阻值如此重要。我想说用分立硬件几乎不可能达到集成电路的精度。

此外,许多 DAC 具有串行接口,因此您不需要 MCU 的那么多引脚来使用它们。

  • 大小与分辨率位(取决于架构)
  • 功耗(被动,也取决于架构)
  • 负载效应(输入/输出阻抗)
  • 量化步骤级别取决于连接的设备(请参阅负载效果)
  • 精确
  • 准确性
  • 噪音
  • 带宽取决于连接的设备(请参阅负载效果)
  • 关键组件太多...