Цифро-аналоговый преобразователь: схема с матрицей сопротивлений R-2R-4R-8R. Достоинства, недостатки.

ЦАП – устройство, ставящее в соответствие каждому значению цифрового кода соответствующее значение аналоговой величины. Линейный ЦАП – каждому значению цифрового кода соответствует пропорциональное значение аналоговой величины. Здесь и далее в качестве аналоговой физической величины будем понимать либо напряжение, либо ток.

Проблему преобразования двоичного кода в пропорциональный аналоговому напряжению можно решит взвешиванием либо входных напряжений, либо взвешиванием входных сопротивлений. При этом если в соответствующем разряде имеется «1», то ключ в соответствующей входной цепи замкнут. Использование взвешенных напряжений предполагает наличие нескольких источников питания, что не всегда реализуемо на практике. Как правило, используют взвешивание входных сопротивлений. Если номиналы резисторов соотносятся друг с другом как 1/2/4/8/… , то такой преобразователь преобразовывает натуральный двоичный код в аналоговое напряжение:

, где a_i=0 или 1

Если R1=1/2R2=1/4R3=1/8R4=… и U_R=U1=U2=U3+U4=…, то:

Чем меньше разряд, тем больше входное сопротивление.

Достоинства: Простота реализации.

Недостатки: 1) Точность подбора входных сопротивлений (увеличивается от младшего разряда к старшему). 2)Электронные ключи коммутируют входные напряжения в замкнутом =0, а в разомкнутом =U_R. Наличие паразитных емкостей, при этом существенно влияющих на формирование входного напряжения. 3) Наличие не «0» сопротивления открытого ключа также вносит составляющую в погрешность.