2.5.1 Közvetlen D/A átalakító

iDevice ikon

A bemeneti digitális jelből feszültség vagy árambeállítás, majd erősítés után kapjuk meg az analóg jelet.

 

Közvetlen D/A átalakító összegző erősítővel

Az összegző erősítős kapcsolásnál az ellenállások értékeit úgy választjuk meg, hogy zárt kapcsolóállásnál („1"-es szint) az adott ellenálláson olyan áram folyjon keresztül, amely megfelel az adott helyiérték súlyának.

Egy kisebb helyiértékű bit az előző bithez tartozó szint felének megfelelő szintet kapja. A súlyozott áramokat összegző D/A átalakítókhoz szükséges ellenállások értéke az MSB bitnek megfelelő 2R ellenállásértéktől indulva bitenként duplázódik. Az áramot a kimeneten feszültséggé alakítjuk. (16. ábra)

 

16. ábra    
Összegző erősítős D/A átalakító

 

A műveleti erősítő Rv visszacsatoló ellenállásán létrejövő negatív visszacsatolás miatt az invertáló bemenetnél lévő összegző ponton mindig 0V feszültség van. A részáramok tehát nem befolyásolják egymást.

Az ilyen elven működő átalakítók viszonylag egyszerűek, de nagy hátrányuk, hogy nagyon széles értéktartományú ellenállás-sorozat (2R, 4R, 8R...) szükséges a felépítéséhez, és ezeknek nagy pontosságúaknak kell lenniük. Ez a struktúra nehezen integrálható, ezért ezt a kapcsolási megoldást csak kis bitszámú D/A átalakítóknál használják.

 

Közvetlen D/A átalakító ellenálláslétrával

Integrált D/A átalakítók  gyártásánál általában a nagy értékszórású, pontos ellenállások megvalósítása okozza a legnagyobb problémát. Ezért a helyiértékek szerinti súlyozást gyakran ellenállás-létrahálózattal valósítjuk meg. (17. ábra)

 

17. ábra    
Ellenálláslétrás D/A átalakító

 

Az ábrán látható, hogy ez egy R-2R létrás struktúra. A hálózatot bármelyik csomóponton is vágnánk el, 2R lesz az eredő ellenállás. Ez is egy integrált áramkörös összegző kapcsolás. Az ellenálláslétra hálózat a referenciafeszültséget osztja le mindig a felére, és így kettő hatványai szerint csökkenő feszültségértékeket kapunk. Ehhez csak kétfajta értékű ellenállást használ (R, 2R). Ez már a gyakorlatban sokkal egyszerűbben megoldható és tetszés szerinti bitszámig bővíthető.

Így ez az áramkör nagyon jól gyártható monolit integrált áramkörös technológiával.

A szükséges együttfutási pontosság így egyszerűen biztosítható, mivel az  ellenállások pontos értéke nem lényeges, csupán a köztük lévő relatív hibát kell minél kisebbre csökkenteni.