倒T型电阻网络在D/A转换中的应用

D/A转换器种类很多，有权电阻网络D/A转换器、倒T型电阻网络D/A转换器和权电容网络D/A转换器等。下面我们介绍最常用的倒T型电阻网络D/A转换器。

4位倒T型电阻网络D/A转换器的电路如图13.2.1所示。图中由R和2R两种阻值的电阻组成倒T形电阻网络。D3D2D1D0为输入的4位二进制数，它们控制模拟开关S3、S2、S1、S0的状态：当Di=0时，Si接运算放大器的同相输入端；当Di=1时，Si接运算放大器的反相输入端。运算放大器接成反相比例运算电路，其输出为模拟量输出uO。UREF为参考电压，也叫基准电压。

图13.2.1　4位倒T型电阻网络D/A转换器

由于运算放大器工作在线性区，同相输入端接地，所以反相输入端虚地。因此，无论模拟开关置于何种位置，与Si相连的2R电阻总是接“地”。倒T型电阻网络的等效电路如图13.2.2所示。

图13.2.2　倒T型电阻网络的等效电路

分析图13.2.2所示电路可知，从每个节点向左看，每个二端网络的等效电阻为R。因此，基准电压提供的总电流I =UREF/R ，流过各开关支路（从右到左）的电流分别为I/2、I/4、I/8和I/16。

由于当输入数字量为0时，该支路上的电流流向同相输入端；当输入数字量为1时，该支路上的电流流向反相输入端，所以流向运算放大器反相输入端的总电流为

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运算放大器的输出电压为

若取RF=R，则D/A转换器的输出模拟电压为

如果电阻网络由n级组成，则D/A转换器的输出模拟电压为

例13.2.1　在图13.2.2中，已知RF=R，UREF=8 V，试分别求出当D3D2D1D0分别为0001、0101、1100和1111时输出电压uO的值。

解：根据式（13.2.2）可得