13.3.1: El R/2R DAC (convertidor digital a analógico)

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 154604

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

El circuito R/2R DAC es una alternativa al DAC de entrada ponderada binaria (R/2nr) que utiliza menos valores de resistencia únicos.

R/2R DAC frente a R/2nr DAC

Una desventaja del diseño anterior de DAC fue su requisito de varios valores de resistencia de entrada precisos diferentes: un valor único por bit de entrada binario. La fabricación puede simplificarse si hay menos valores de resistencia diferentes para comprar, almacenar y clasificar antes del ensamblaje.

Por supuesto, podríamos tomar el circuito DAC de entrada ponderada binaria y modificarlo para usar un único valor de resistencia de entrada, conectando múltiples resistencias juntas en serie:

Desafortunadamente, este enfoque simplemente sustituye un tipo de complejidad por otro: volumen de componentes sobre diversidad de valores de componentes. Sin embargo, existe una metodología de diseño más eficiente.

¿Qué es un DAC de Escalera R/2R?

Al construir un tipo diferente de red de resistencias en la entrada de nuestro circuito sumador, podemos lograr el mismo tipo de ponderación binaria con solo dos tipos de valores de resistencia, y con solo un modesto aumento en el recuento de resistencias.

Esta red de “escalera” se ve así:

Analizar matemáticamente esta red de escalera es un poco más complejo que para el circuito anterior, donde cada resistencia de entrada proporcionó una ganancia fácil de calcular para ese bit. Para aquellos que estén interesados en seguir las complejidades de este circuito, pueden optar por usar el teorema de Thevenin para cada entrada binaria (recuerde considerar los efectos del terreno virtual), y/o usar un programa de simulación como SPICE para determinar la respuesta del circuito. De cualquier manera, debe obtener la siguiente tabla de cifras: