ЦАП на переключаемых конденсаторах

Данный тип относится к последовательным ЦАП, в которых преобразование выполняется разряд за разрядом. Он реализует принцип, согласно которому напряжения на параллельно включенных элементах цепи равны между собой. Рассмотрим его работу на примере схемы, приведенной на рис.11.11. Она включает два конденсатора одинаковой емкости ( ) и 4 ключа ( , , , ).

Рис.11.11 ЦАП на переключаемых конденсаторах

В начале работы ключи и разряжают конденсаторы и . Далее для каждого разряда, начиная с младшего, цикл работы схемы состоит из двух этапов. На первом этапе, ключи и разомкнуты. Если разряд равен единице, то ключ замкнут, а разомкнут, и конденсатор заряжается до напряжения . Если разряд равен нулю, то ключ разомкнут, а замкнут, и напряжение конденсатора остается равным нулю.

На втором этапе ключи , и разомкнуты, а ключ замкнут. Конденсаторы и включаются параллельно. Заряд, накопленный конденсатором , распределяется между конденсаторами и :

,

следовательно, напряжения на конденсаторах уменьшатся вдвое:

Если младший разряд равен нулю, то конденсатор не заряжен и общее напряжение конденсаторов будут равно нулю.

Если и следующий разряд равен единице, то заряженный до напряжения конденсатор подключится параллельно конденсатору , заряженному до напряжения . Перераспределения заряда конденсаторов приведет к снижению их напряжения до величины . Если же разряд кода равен нулю, конденсатор не заряжен и после подключения его к конденсатору суммарное напряжение будет равно . В результате, напряжение на конденсаторе будет определяться выражением:

(11.11)

Таким образом, напряжение конденсатора в конце преобразования будет пропорционально исходному коду.