用Proteus告诉你什么是数模转换器？

数模转换器（DAC）将数字（用于计算机，如微控制器）转换为模拟电压。它们与模数转换器（ADC）相反。数模转换器（DAC）有两种主要类型：二进制加权和R-2R

二进制加权DAC

上图是一个4位二进制加权DAC。如果你还不熟悉二进制数字系统，那么请看我们关于数字系统的文章。DAC可以接受0-15之间的数字（十进制，二进制0-1111），并产生一个相应的模拟电压。如果电源电压是5V（逻辑状态块在0V和5V之间切换），那么，电压步长是5V/15=0.333V

每个电阻的值是：

其中：

t 是总位数（在本例中为 4）。

n 是特定位的编号（从零开始）。

k是一个任意常数（图中为1k）。

当然，要从该DAC驱动任何类型的负载，我们需要将其通过缓冲运算放大器（有关更多信息，请参阅我们关于运算放大器的文章）：

只需添加更多输入和正确值的电阻就可以添加更多位（更高分辨率）。

二进制加权DAC的缺点是可能需要大量精密值电阻（使BoM膨胀），并且可能很难找到所需精确值的精密电阻。

R-2R DAC

R-2R DAC只需要2个电阻值，一个电阻值是另一个电阻值的两倍。

4-Bit R-2R DAC with R=10k (2R=20k)

R-2R DAC的缺点是输出电压限制在

的电源电压范围内，其中t是总位数。

另一种思考方式是输出电压限制为电源电压的（分辨率-1）/分辨率，其中分辨率是DAC的分辨率（4位DAC为16步）。对于采用5V电源的4位ADC，其电压为15/16 x 5V = 4.69V

然而，这可以通过精确的放大器增益来纠正，我们将在后面看到。考虑到4位网络的输出电压限制为4.69V，5V电源和4位DAC的电压步长为4.69V/15 = 0.31V。

同样，可以使用精确的放大器增益将其校正为超过整个电源电压，这将得到0.333V（与二进制加权DAC相同）：

与二进制加权DAC类似，如果要驱动任何负载，就需要一个放大器。

为了将输出放大到整个电源范围，可以在放大器上使用一个增益，其中t也是总位数。或者，再换一种方式，运算放大器的增益应该是分辨率/（分辨率-1），其中分辨率是DAC的分辨率（4位DAC的16步）。

这意味着设置RA=R（本例中为10k）

对于4位DAC来说，这将是R×15，在本例中为10k×15=150k。这样我们就可以得到完整的5V输出：

因此，为了扩展到整个电源范围，需要任意值的单个精密电阻，但这比二进制加权DAC所需的一系列精密电阻更容易处理。

其他DAC

另一种类型的DAC是滤波PWM类型，其中PWM信号通过R-C滤波器网络低通（如我们的PWM信号文章所述），但这需要相对复杂的电路来产生PWM，并且响应时间不如本文介绍的纯阻性DAC类型快。

*本文章版权归英国LABCENTER公司所有，由广州风标电子提供翻译，原文链接如下：*https://www.labcenter.com/blog/sim-digital-analog-converter/