R-2R 梯形DAC是一种常见的数模转换
图片:R-2R.gif
其中,梯子上面的电阻一律是50k(R), 而梯子支点上的电阻一律是100k(2R)。这样的DAC,具有无失码、单调性好、制作容易、位数可变的优势。
很久以来,一直认为只适合这种2进制的方式,直到看到了3458A的原理图后才明白,原来还有4进制的梯形DAC。
在著名的3458A设计文章里(参考HPJ 89-4),理想基数是e=2.718,但实际上可以选择2或4,最后选择了4,以便在速度和复杂度上做兼顾。
图片:HPJ.gif
可以看到,最小的是+S1,然后就是-S4,再就是+S16了,依次类推。然而,原理规原理,HP在真正设计的时候,采用了梯形电路:
图片:sch.gif
用了16.7k、37.5k和51.1k三种阻值的电阻。
于是很好奇,推导了一下各基数的电阻之间的关系,推导过程略,结果如下:
图片:N2.gif
图片:N3.gif
图片:N4.gif
图片:N5.gif
最后,通式为:
图片:NN.gif
为了说明灵活性,给出1.414进制,也就是说把2开方:
图片:N14.gif
回过头来看3458A的转换电路,大概是:
R=16.667k
nR=2.25R=2.25*16.667k=37.50k
xR=3R=3*16.667k=50.00k
由于HC14 有输出电阻大约50欧,因此本应该选择16.61k,不知道为什么选择了16.7k,而地端电阻不知道为什么选择了51.1k。当然,这些末端的弱化倍数很大,有这点差异不会对精度有任何影响。
图片:IMG_8614.jpg
|