主要參數
分辨率為8位；
電流穩定時間1us；
可單緩沖、雙緩沖或直接數字輸入；
隻需在滿量程下調整其線性度；
單一電源供電（+5V～+15V）；
低功耗，20mW。
輸出形式
①單極性輸出
如圖9-58所示,由運算放大器進行電流→電壓轉換，使用内部反饋電阻。輸出電壓值VOUT和輸入數字量D的關系：
VOUT = － VREF ×D/256
D = 0～255， VOUT = 0 ～ － VREF ×255/256
VREF = －5V， VOUT =0~5×(255/256)V
VREF = +5V， VOUT = 0 ～ －5×(255/256)V
②雙極性輸出
如果實際應用系統中要求輸出模拟電壓為雙極性，則需要用轉換電路實現。如圖9-59所示。
其中R2=R3=2R1
VOUT= 2×VREF×D/256 －VREF= (2D/256－1)VREF
D = 0， VOUT= －VREF；
D = 128， VOUT= 0；
D = 255， VOUT= (2×255/256－1)×VREF= (254/255)VREF
即：輸入數字為0～255時，輸出電壓在－ VREF ～+ VREF之間變化。
1.運算放大器
運算放大器有三個特點：
⑴開環放大倍數非常高，一般為幾千，甚至可高達10萬。在正常情況下，運算放大器所需要的輸入電壓非常小。
⑵輸入阻抗非常大。運算放大器工作時，輸入端相當于一個很小的電壓加在一個很大的輸入阻抗上，所需要的輸入電流也極小。
⑶輸出阻抗很小，所以，它的驅動能力非常大。
2.由電阻網絡和運算放大器構成的D/A轉換器
利用運算放大器各輸入電流相加的原理，可以構成如圖10.7所示的、由電阻網絡和運算放大器組成的、最簡單的4位D/A轉換器。圖中，V0是一個有足夠精度的标準電源。運算放大器輸入端的各支路對應待轉換資料的D0，D1，…，Dn-1位。各輸入支路中的開關由對應的數字元值控制，如果數字元為1，則對應的開關閉合；如果數字為0，則對應的開關斷開。各輸入支路中的電阻分别為R，2R，4R，…這些電阻稱為權電阻。
假設，輸入端有4條支路。4條支路的開關從全部斷開到全部閉合，運算放大器可以得到16種不同的電流輸入。這就是說，通過電阻網絡，可以把0000B~1111B轉換成大小不等的電流，從而可以在運算放大器的輸出端得到相應大小不同的電壓。如果數字0000B每次增1，一直變化到1111B，那麼，在輸出端就可得到一個0~V0電壓幅度的階梯波形。
3.采用T型電阻網絡的D/A轉換器
從圖10.7可以看出，在D/A轉換中采用獨立的權電阻網絡，對于一個8位二進制數的D/A轉換器，就需要R，2R，4R，…，128R共8個不等的電阻，最大電阻阻值是最小電阻阻值的128倍，而且對這些電阻的精度要求比較高。如果這樣的話，從工藝上實現起來是很困難的。所以，n個如此獨立輸入支路的方案是不實用的。
在DAC電路結構中，最簡單而實用的是采用T型電阻網絡來代替單一的權電阻網絡，整個電阻網絡隻需要R和2R兩種電阻。在集成電路中，由于所有的組件都做在同一芯片上，電阻的特性可以做得很相近，而且精度與誤差問題也可以得到解決。
圖10.8是采用T型電阻網絡的4位D/A轉換器。4位元待轉換資料分别控制4條支路中開關的倒向。在每一條支路中，如果（資料為0）開頭倒向左邊，支路中的電阻就接到地；如果（資料為1）開關倒向右邊，電阻就接到虛地。所以，不管開關倒向哪一邊，都可以認為是接“地”。不過，隻有開關倒向右邊時，才能給運算放大器輸入端提供電流。
T型電阻網絡中，節點A的左邊為兩個2R的電阻并聯，它們的等效電阻為R，節點B的左邊也是兩個2R的電阻并聯，它們的等效電阻也是R，…，依次類推，最後在D點等效于一個數值為R的電阻接在參考電壓VREF上。這樣，就很容易算出，C點、B點、A點的電位分别為-VREF/2，-VREF/4，-VREF/8。
在清楚了電阻網絡的特點和各節點的電壓之後，再來分析一下各支路的電流值。開關S3，S2，S1，S0分别代表對應的1位二進制數。任一資料位Di=1，表示開關Si倒向右邊；Di=0，表示開關Si倒向左邊，接虛地，無電流。當右邊第一條支路的開關S3倒向右邊時，運算放大器得到的輸入電流為-VREF/（2R），同理，開關S2，S1，S0倒向右邊時，輸入電流分别為-VREF/（4R），-VREF/（8R），-VREF/（16R）。
如果一個二進制數據為1111，運算放大器的輸入電流
I=-VREF/（2R）-VREF/（4R）-VREF/（8R）-VREF/（16R）
=-VREF/（2R）（20+2-1+2-2+2-3）
=-VREF/（24R）（23+22+21+20）
相應的輸出電壓
V0=IR0=-VREFR0（24R）（23+22+21+20）
将資料推廣到n位，輸出模拟量與輸入數字量之間關系的一般表達式為：
V0=-VREFR0/（2nR）（Dn-12n-1+Dn-2 2n-2+…+D121+D020）(Di=1或0)
上式表明，輸出電壓V0除了和待轉換的二進制數成比例外，還和網絡電阻R、運算放大器反饋電阻R0、标準參考電壓VREF有關。
2.D/A轉換器性能參數
在實現D/A轉換時，主要涉及下面幾個性能參數。
⑴分辨率。分辨率是指最小輸出電壓（對應于輸入數字量最低位增1所引起的輸出電壓增量）和最大輸出電壓（對應于輸入數字量所有有效位全為1時的輸出電壓）之比，
例如，4位DAC的分辨率為1/(16-1)=1/15=6.67%（分辨率也常用百分比來表示）。8位DAC的分辨率為1/255=0.39%。顯然，位數越多，分辨率越高。
⑵轉換精度。如果不考慮D/A轉換的誤差，DAC轉換精度就是分辨率的大小，因此，要獲得高精度的D/A轉換結果，首先要選擇有足夠高分辨率的DAC。
D/A轉換精度分為絕對和相對轉換精度，一般是用誤差大小表示。DAC的轉換誤差包括零點誤差、漂移誤差、增益誤差、噪聲和線性誤差、微分線性誤差等綜合誤差。
絕對轉換精度是指滿刻度數字量輸入時，模拟量輸出接近理論值的程度。它和标準電源的精度、權電阻的精度有關。相對轉換精度指在滿刻度已經校準的前提下，整個刻度範圍内，對應任一模拟量的輸出與它的理論值之差。它反映了DAC的線性度。通常，相對轉換精度比絕對轉換精度更有實用性。
相對轉換精度一般用絕對轉換精度相對于滿量程輸出的百分數來表示，有時也用最低位（LSB）的幾分之幾表示。例如，設VFS為滿量程輸出電壓5V，n位DAC的相對轉換精度為±0.1%，則最大誤差為±0.1%VFS=±5mV；若相對轉換精度為±1/2LSB，LSB=1/2n，則最大相對誤差為±1/2n+1VFS。
D/A轉換器的非線性誤差定義為實際轉換特性曲線與理想特性曲線之間的最大偏差，并以該偏差相對于滿量程的百分數度量。轉換器電路設計一般要求非線性誤差不大于±1/2LSB。
⑷轉換速率/建立時間。轉換速率實際是由建立時間來反映的。建立時間是指數字量為滿刻度值（各位全為1）時，DAC的模拟輸出電壓達到某個規定值（比如，90%滿量程或±1/2LSB滿量程）時所需要的時間。
建立時間是D/A轉換速率快慢的一個重要參數。很顯然，建立時間越大，轉換速率越低。不同型号DAC的建立時間一般從幾個毫微秒到幾個微秒不等。若輸出形式是電流，DAC的建立時間是很短的；若輸出形式是電壓，DAC的建立時間主要是輸出運算放大器所需要的響應時間。
10.3.3 DAC0832及接口電路
DAC0832是美國資料公司研制的8位雙緩沖器D/A轉換器。芯片内帶有資料鎖存器，可與數據總線直接相連。電路有極好的溫度跟随性，使用了COMS電流開關和控制邏輯而獲得低功耗、低輸出的洩漏電流誤差。芯片采用R-2RT型電阻網絡，對參考電流進行分流完成D/A轉換。轉換結果以一組差動電流IOUT1和IOUT2輸出。
1.DAC0832的内部結構
DAC0832中有兩級鎖存器，第一級鎖存器稱為輸入寄存器，它的鎖存信号為ILE；第二級鎖存器稱為DAC寄存器，它的鎖存信号為傳輸控制信号。因為有兩級鎖存器，DAC0832可以工作在雙緩沖器方式，即在輸出模拟信号的同時采集下一個數字量，這樣能有效地提高轉換速度。此外，兩級鎖存器還可以在多個D/A轉換器同時工作時，利用第二級鎖存信号來實現多個轉換器同步輸出。
ILE為高電平、WR1和CS為低電平時，LE1為高電平，輸入寄存器的輸出跟随輸入而變化；此後，當WR1由低變高時，LE1為低電平，資料被鎖存到輸入寄存器中，這時的輸入寄存器的輸出端不再跟随輸入資料的變化而變化。對第二級鎖存器來說，WR2和XFER同時為低電平時，LE2為高電平，DAC寄存器的輸出跟随其輸入而變化；此後，當WR2由低變高時，LE2變為低電平，将輸入寄存器的資料鎖存到DAC寄存器中。
2.DAC0832的引腳特性
DAC0832是20引腳的雙列直插式芯片。各引腳的特性如下：
CS——片選信号，和允許鎖存信号ILE組合來決定是否起作用，低有效。
ILE——允許鎖存信号，高有效。
WR1——寫信号1，作為第一級鎖存信号，将輸入資料鎖存到輸入寄存器（此時，必須和、ILE同時有效），低有效。
WR2——寫信号2，将鎖存在輸入寄存器中的資料送到DAC寄存器中進行鎖存（此時，傳輸控制信号必須有效）低有效。
XFER——傳輸控制信号，低有效。
DI7~DI0——8位數據輸入端。
IOUT1——模拟電流輸出端1。當DAC寄存器中全為1時，輸出電流最大，當DAC寄存器中全為0時，輸出電流為0。
IOUT2——模拟電流輸出端2。IOUT1+IOUT2=常數。
Rfb——反饋電阻引出端。DAC0832内部已經有反饋電阻，所以，RFB端可以直接接到外部運算放大器的輸出端。相當于将反饋電阻接在運算放大器的輸入端和輸出端之間。
VREF——參考電壓輸入端。可接電壓範圍為±10V。外部标準電壓通過VREF與T型電阻網絡相連。
VCC——芯片供電電壓端。範圍為+5V~+15V，最佳工作狀态是+15V。
AGND——模拟地，即模拟電路接地端。
DGND——數字地，即數字電路接地端。
3.DAC0832的工作方式
DAC0832進行D/A轉換，可以采用兩種方法對數據進行鎖存。
第一種方法是使輸入寄存器工作在鎖存狀态，而DAC寄存器工作在直通狀态。具體地說，就是使和都為低電平，DAC寄存器的鎖存選通端得不到有效電平而直通；此外，使輸入寄存器的控制信号ILE處于高電平、處于低電平，這樣，當端來一個負脈沖時，就可以完成1次轉換。
第二種方法是使輸入寄存器工作在直通狀态，而DAC寄存器工作在鎖存狀态。就是使和為低電平，ILE為高電平，這樣，輸入寄存器的鎖存選通信号處于無效狀态而直通；當WR2和XFER端輸入1個負脈沖時，使得DAC寄存器工作在鎖存狀态，提供鎖存數據進行轉換。
根據上述對DAC0832的輸入寄存器和DAC寄存器不同的控制方法，DAC0832有如下3種工作方式：
⑴單緩沖方式。單緩沖方式是控制輸入寄存器和DAC寄存器同時接收資料，或者隻用輸入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式适用隻有一路模拟量輸出或幾路模拟量異步輸出的情形。
⑵雙緩沖方式。雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到DAC寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。此方式适用于多個D/A轉換同步輸出的情節。
⑶直通方式。直通方式是資料不經兩級鎖存器鎖存，即CS*，XFER，WR1，WR2均接地，ILE接高電平。此方式适用于連續反饋控制線路和不帶微機的控制系統，不過在使用時，必須通過另加I/O接口與CPU連接，以匹配CPU與D/A轉換。
