D/A轉(zhuǎn)換器的輸出方式

在前面介紹的D/A轉(zhuǎn)換器中，輸入的數(shù)字均視為正數(shù)即二進(jìn)制數(shù)的所有位都為數(shù)值位。根據(jù)電路形式或參考電壓的極性不同，輸出電壓或?yàn)?V到正滿度值，或?yàn)?V到負(fù)滿度值， 這種工作方式稱為單極性輸出方式。采用單極性輸出方式時(shí)，數(shù)字輸出量采用自然二進(jìn)制碼，8位D/A轉(zhuǎn)換器單極性輸出時(shí)，輸入數(shù)字量與輸出模擬量之間的關(guān)系如表11.5.1所示。
倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器單極性電壓輸出的電路分別圖11.5.1所示。其中圖(a)為單極性反相電壓輸出電路，v_O=-i_∑R_f；圖(b)為同相電壓輸出電路，此時(shí)v_O=i_∑R(1+R₂/R₁)。

圖11.5.1 D/A轉(zhuǎn)換器的單極型電壓輸出(a)反相輸出(b)同相輸出

表11.5.1 8位D/A轉(zhuǎn)換器在單極性輸出時(shí)的輸入/輸出關(guān)系

數(shù)字量

模擬量

MSB

LSB

1

1

1

1

1

1

1

1

1

±V_REF(255/256)

1

0

0

0

0

0

0

0

1

±V_REF(129/256)

1

0

0

0

0

0

0

0

0

±V_REF(128/256)

0

1

1

1

1

1

1

1

1

±V_REF(127/256)

0

0

0

0

0

0

0

0

1

±V_REF(1/256)

0

0

0

0

0

0

0

0

0

±V_REF(0/256)

在實(shí)際應(yīng)用中，D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字量有正極性也有負(fù)極性。這就要求D/A轉(zhuǎn)換器能將不同極性的數(shù)字量對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)極性的模擬電壓，這種工作方式稱為雙極性輸出方式。雙極性D/A轉(zhuǎn)換常用的編碼有：2的補(bǔ)碼、偏移二進(jìn)制碼及符號(hào)-數(shù)值碼（符號(hào)位加數(shù)碼值）等，表11.5.2列出了8位2的補(bǔ)碼、偏移二進(jìn)制碼與模擬量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
由表11.5.2可見(jiàn)，偏移二進(jìn)制碼與無(wú)符號(hào)二進(jìn)制碼形式相同，它實(shí)際上是將二進(jìn)制碼對(duì)應(yīng)的模擬量的零值偏移至80H，使偏移后的數(shù)中，大于128的為正數(shù)，而小于128的則為負(fù)數(shù)。所以，若將單極性8位D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓減去(80H所對(duì)應(yīng)的模擬量)，就可得到極性正確的偏移二進(jìn)制碼輸出電壓。

表11.5.2 常用雙極型輸出模擬量

十進(jìn)

制數(shù)

2的補(bǔ)碼

偏移二進(jìn)制碼

模擬量

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

v_O/V_LSB

127

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

127

126

0

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

0

126

1

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

-1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

-1

-127

1

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

-127

-128

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

-128

若D/A轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)字量是2的補(bǔ)碼，那么，需先將它轉(zhuǎn)換為偏移二進(jìn)制碼，然后輸入到上述D/A轉(zhuǎn)換電路中就可實(shí)現(xiàn)雙極性輸出。比較表11.5.1種2的補(bǔ)碼和偏移二進(jìn)制碼可以發(fā)現(xiàn)，若將8位2的補(bǔ)碼加80H，并舍棄進(jìn)位就可得偏移二進(jìn)制碼。實(shí)現(xiàn)2的補(bǔ)碼加80H很簡(jiǎn)單，只需將高位求反即可。這樣，可得到采用2的補(bǔ)碼輸入的8為雙極性輸出D/A轉(zhuǎn)換電路，如圖11.5.3所示。

圖11.5.2 雙極性輸出D/A轉(zhuǎn)換器
圖中，輸入N_B是原碼的2的補(bǔ)碼，最高位取反（加80H）變?yōu)槠贫M(jìn)制碼后送入D/A轉(zhuǎn)換器，由D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量v₁經(jīng)A₂組成的第二個(gè)求和放大器減去V_REF/2后，得到極性正確的輸出電壓v_O，即

電路輸入2的補(bǔ)碼N_B與v_O滿足表11.5.2所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系。