（文章來源：電子工程網）

數模轉換器（DAC）是將數字量轉換成模擬量，完成這個轉換的器件叫做數模轉換器。本文將介紹數模轉換器的概念、原理、主要技術指標以及不同類型DAC特點進行介紹。經數字系統處理后的數字量，有時又要求再轉換成模擬量以便實際使用，這種轉換稱為“數模轉換”。完成數模轉換的電路稱為數模轉換器， 簡稱 DAC（Digital to Analog Converter）。

DAC中的分辨率定義為在不同的輸入數字碼值下所有可能輸出的模擬電平的 個數，N位分辨率意味著DAC能產生2 N ?1 個不同的模擬電平，一般情況下它就指輸入 數字碼的位數。失調定義為當輸入0碼值時實際輸出的模擬信號的值，增益誤差定 義為當扣除失調后理想的滿量程輸出的值和實際輸出的值的差。

DAC中的精度分為絕對精度和相對精度。絕對精度定義為理想輸出和實際輸出之 間的差，包括各種失調和非線性誤差在內。相對精度定義為最大積分非線性誤差。精度表示為滿量程的比例，用有效位數來表示。例如8-bit 精度表示DAC的誤差小于DAC輸出滿量程的 1/8 2 。注意精度這個概念和分辨率不相關。一個12-bit 分辨率的DAC可能精度只有10-bit；而一個10-bit分辨率的DAC可能有12-bit的精度。精 度大于分辨率意味著DAC的傳輸響應能夠被比較精確地控制。

當除去失調和增益誤差后，積分線性誤差就定義為實際輸出傳輸特性曲線對理想傳輸特性曲線（一條直線）的偏離。

在理想的DAC中，每次模擬輸 出變化最小為1LSB，微分線性誤差定義為每次模擬輸出變化最小時對1LSB的偏離（將增 益誤差和失調除外）。我們定義的DNL是對每個數字輸入碼值而言的，有時也有用最大 的DNL來定義整個DAC的DNL。理想的DAC對于每個數字輸入其微分線性誤差均為0， 而一個具有最大DNL為0.5LSB的DAC的每次最小變化輸出在0.5LSB到1.5LSB之間。如圖DAC的積分和微分線性誤差所示。

抖動能量（Glitch Impulse Area） 輸入信號變化以后在輸出端出現的抖動下的 最大面積。建立時間（Settling Time） 在最終值的一個特定的誤差范圍之內，輸出經歷滿 幅轉換所需要的時間。單調性 一個單調的DAC指隨著輸入數字碼值增加輸出模擬電平一直增加DAC。如果 最大的DNL控制在0.5LSB以內，那么DAC的單調性自然能得到保證。

偽動態范圍（SFDR） SFDR就是Spurious Free Dynamic Range，即無噪聲和諧波的動態范圍。噪聲和諧波都稱為偽信號（Spurious）。將輸入的每一位二進制代碼按其權的大小轉換成相應的模擬量，然后將代表各位的模擬量相加，所得的總模擬量就與數字量成正比，這樣便實現了從數字量到模擬量的轉換。

DAC 主要由數字寄存器、模擬電子開關、位權網絡、求和運算放大 器和基準電壓源（或恒流源）組成。用存于數字寄存器的數字量的各 位數碼，分別控制對應位的模擬電子開關，使數碼為 1 的位在位權 網絡上產生與其位權成正比的電流值，再由運算放大器對各電流值求和，并轉換成電壓值。

根據位權網絡的不同，可以構成不同類型的 DAC，如權電阻網絡 DAC、R–2R 倒 T 形電阻網絡 DAC 和單值電流型網絡 DAC 等。 權電阻網絡DAC 的轉換精度取決于基準電壓VREF，以及模擬電子開 關、運算放大器和各權電阻值的精度。它的缺點是各權電阻的阻值都 不相同，位數多時，其阻值相差甚遠，這給保證精度帶來很大困難， 特別是對于集成電路的制作很不利，因此在集成的 DAC 中很少單獨使用該電路。
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