DAC基础知识：静态技术规格 基础知识, 规格, 技术

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所有DAC之间的共性就是技术规格的定义以及说明。这篇文章将会论述静态DAC技术规格。静态DAC技术规格包括对DAC在DC域中所具有的特性的描述。在DC域中时，DAC的数字与模拟定时现象不属于这一组技术规格。


图1

虽然这3个DAC拓扑互不相同，但它们的技术规格与电气描述非常类似。

一个主要的静态DAC技术规格就是理想转换函数（图2）。在对这个普通转换函数的图示中，可以轻松地体会和理解零代码、偏移、满量程以及增益的定义。一旦你理解了上述概念，差分非线性 (DNL)，积分非线性 (INL)以及单调性技术规格也就再次成为理想转换函数的另一个导函数。


图2

理想DAC转换函数
图2显示了一个DAC是如何为数字输入代码的一个离散数值生成单个模拟输出值的方式。图中数字输入代码的顺序是单极的，其中代码以标准二进制的方式增加。

图2中DAC转换函数的模拟范围是从零至模拟输出满量程 (FS) 值。DAC电压基准 (VREF) 建立了转换器的最低有效位 (LSB) 或代码宽度，并且设定了满量程范围 (FSR)。LSB的大小等于VREF/ 2N。

在图2中，“N”等于转换器的分辨率，而2N等于转换器单个位的数量。DAC所具有的代码的数量等于2N。对于3位转换器来说，代码数量等于23或8。这个理想转换函数的转换公式为VOUT = VREF x (CODE/2N)，并且满量程输出电压等于VREF – 1LSB。

零代码误差
图3中，DAC的零代码误差是最易理解的静态技术规格。我们假定这个值是针对一个单极、单电源DAC而言的，这个DAC的完全理想最小输出电压为0伏。当将数字0值载入到DAC寄存器中时，零量程误差出现在DAC的模拟输出引脚上。这个误差是由内部输出放大器的输出摆动性能导致的。对于单电源DAC来说，零量程误差始终为正值，而这个技术规格的单位为毫伏或微伏。


图3

DAC的内部输出放大器因不能达到负电源轨而导致的零误差运行状态。

偏移误差
然而，偏移误差是不同的。偏移误差在整个DAC转换曲线的大部分范围内存在。在图4中，在理想转换曲线的每一个代码上，模拟偏移误差都会变化。从图中你能够看到，在沿着x轴的垂直方向上，具有偏移误差的转换曲线与理想曲线的相同程度。这个技术规格的单位通常为毫伏。


图4

偏移误差可为正，亦可为负，但是它始终以同样的误差影响着每一个代码。

增益误差
增益误差这个概念有些难以理解。总的来说，增益误差描述的是理想DAC曲线斜率的变化。图5对这个概念进行了说明。增益误差技术规格通常以FSR的百分比来表示，并且在消除偏移误差之后进行计算。


图5


DAC的增益误差使理想转换函数绕着零交叉点旋转。