7.2.3.1. Chuyển đổi DAC bằng phương phỏp điện trở trọng số
Sơ đồ mạch chuyển đổi DAC 4 bit bằng điện trởđược cho trờn hỡnh (7.17). Mạch chuyển đổi này chỉ sử dụng 1 điện trở cho mỗi bit. Do trọng số của mỗi bit hơn hoặc kộm nhau 2 lần cho nờn ởphương phỏp này mỗi bit sẽ tạo ra một điện ỏp ra gấp đụi nhau bằng cỏch dựng điện ỏp vào một chiều giống nhau nhưng hệ số khuếch đại thỡ tăng gấp 2 lần sau mỗi bit bằng cỏch giảm 2 lần điện trở mắc đầu vào bộ khuếch đại thuật toỏn.
Hỡnh 7.17 : Mạch chuyển đổi DAC bằng điện trở trọng số
Tớn hiệu điều khiển chớnh là tớn hiệu số cần chuyển đổi, bit cú nghĩa nhỏ nhất LSB được đưa đến điều khiển khoỏ nối với điện trở lớn nhất (8R), bớt cú nghĩa tiếp theo với cỏc điện trở 4R,
2R và MSB với điện trở R.
Nếu một bit cú giỏ trị 0 thỡ khoỏ tương ứng nối đất của mạch, nếu là 1 thỡ nối với nguồn ỏp
chuẩn VREF nhằm tạo nờn dũng điện tỉ lệ nghịch với trị số điện trở của nhỏnh đú, tức là I0 cú trị số nhỏ nhất, tiếp đến là I1, I2 và lớn nhất là I3.
179
Dũng điện sinh ra trong cỏc nhỏnh điện trở được đưa đến đầu vào KĐTT, điện ỏp ra ở đầu ra được tớnh bằng cụng thức: 3 2 1 0 3 3 2 1 0 1 2 1 0 1 1 2 1 0 . (2 2 2 2 ). . 2 (2 2 ... 2 2 ). . 2 OUT F REF F n n n n n REF F V R I b b b b V R R b b b b V R R
(trong đú n là số bit của bộ DAC)
Nếu RF = R thỡ cú: 1 2 1 0 1 1 2 1 0 (2n 2n ... 2 2 ). 2n OUT n n REF V b b b b V
Vớ dụ với dóy bit vào tại một thời điểm là 1101 ( n = 4) thỡ ta cú điện ỏp ra là:
3 2 1 0 3
(2 .1 2 .1 2 .0 2 .1). 2 13 8
OUT REF REF
V V V
Phương phỏp điện trở đơn giản nhưng độ chớnh xỏc phụ thuộc nhiều vào giỏ trị điện trở. Do cỏc điện trở hơn kộm nhau 2 lần sau mỗi bit nờn khú tạo chớnh xỏc cỏc điện trở dẫn đến độ
chớnh xỏc của phương phỏp khụng cao. Một bộ chuyển đổi DAC 8 bớt dựng phơng phỏp này cần cú tỷ lệ giữa điện trở của bit LSB và MSB là 128:1. Để thực hiện tỷ lệ điện trở này trờn một IC thường sử dụng 2nđiện trở giống hệt nhau và nối lại thành một chuỗi để tạo ra cỏc điện trở trọng số. Như vậy điện trở LSB sẽ gồm 128 điện trở và MSB chỉ cú 1 điện trở. Mạch
chuyển đổi DAC phơng phỏp này thường dựng cho cỏc ứng dụng với số bớt nhỏ ( khoảng 4
hoặc 6 bớt) và khụng yờu cầu độ chớnh xỏc cao.
Để đúng mở chuyển mạch khúa K người ta dựng mạch điện tử như hỡnh (7.18).
Hỡnh 7.18 : Mạch đúng mở khoỏ K.
7.2.3.2. Phương phỏp điện trở bậc thang
Phương phỏp chuyển đổi DAC này sẽ khắc phục được nhược điểm của DAC dựng điện trở
trọng số đó trỡnh ở trờn. Bộ chuyển đổi dựng phương phỏp này chỉ sử dụng 2 giỏ trị điện trở
nờn dễ chế tạo để đạt độ chớnh xỏc cao và tớch hợp trờn IC. Bộ chuyển đổi DAC dựng điện trở
bậc thang cú thể được thực hiện theo sơ đồ hỡnh (7.19).
DAC dũng điện tương tự như bộ chuyển đổi DAC điện trở trọng số, dũng điện được tạo ra
theo trọng số nhị phõn như hỡnh (b). Điện trở nhỏnh dọc cú giỏ trị gấp đụi nhỏnh ngang, nờn
Uch Ur ht R N R U1 IDEAL bi R2 R1 Q2 PNP Q1 NPN
180
dũng đi qua mỗi khõu điện trở giảm đi một nửa. Dũng điện ứng với bớt LSB đi qua (N-1) khõu, dũng cú giỏ trị kế tiếp đi qua (N-2) khõu..., dũng ứng với bớt MSB khụng qua khõu nào (đưa
trực tiếp vào KĐTT). Mạng điện trở được sắp xếp như vậy sẽ đảm bảo một nửa dũng từ mỗi
nỳt sẽ đi đến nỳt cửa vào của bộ khuếch đại thuật toỏn (nếu tớn hiệu số là 1) hoặc đi xuống đất
(nếu tớn hiệu số tương ứng là 0). Do đú dũng tổng đi đến đầu ra sẽ phụ thuộc trực tiếp vào tớn hiệu số đưa đến cỏc khoỏ chuyển mạch.
Sơ đồ này cú nhược điểm là số điện trở dựng nhiều. Để chuyển đổi DAC với N bit cần 2(N-1)
điện trở (Phương phỏp điện trở trọng số chỉ cần dựng N điện trở).
Hỡnh 7.19 : DAC điện trở bậc thang
181
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Đỗ Xuõn Thụ . Kỹ thuật điện tử. Nhà xuất bản giỏo dục, 2005
[2] Đặng Văn Chuyết. Kỹ thuật mạch điện tử, Nhà xuất bản giỏo dục, 2005
[3] Donald A.Neamen. Electronic Circuit Analysis and Design, McGraw-Hill, 2001. [4] Andrew Leven. Telecommunication Circuits and Technology, Butterworth- Heinemann, 2008.
[5] David L. Terrell. OP AMPS Design, Application,and Troubleshooting. Butterworth-Heinemann, 2005.