數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相反。它采用將二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的方法。DAC 的輸出（電壓或電流）與其數(shù)字輸入數(shù)值成比例，將二進(jìn)制或非二進(jìn)制數(shù)字和代碼轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)字和代碼。數(shù)模轉(zhuǎn)換 (DAC) 是一種將二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的方法，模擬信號(hào)具有無(wú)數(shù)種可能的狀態(tài)。例如，4位數(shù)字邏輯電路將0000 2轉(zhuǎn)換為1111 2 (F 0至F 15 )，其中DAC產(chǎn)生0至10V的電壓輸出。有多種方法可以將“n”位數(shù)字輸入代碼轉(zhuǎn)換為 0 到某個(gè) V MAX值之間的等效模擬輸出電壓，但最流行和最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換技術(shù)使用運(yùn)算放大器和梯形電阻網(wǎng)絡(luò)或加權(quán)電阻和一個(gè)求和放大器。由梯形網(wǎng)絡(luò)中采用的電阻值確定的權(quán)重為兩種數(shù)模轉(zhuǎn)換方法中生成的信號(hào)提供了變化的“加權(quán)”量，從而產(chǎn)生加權(quán)和輸出。
　　運(yùn)算放大器　　負(fù)反饋降低并控制運(yùn)算放大器極高的開(kāi)環(huán)增益（A OL），為此使用反相運(yùn)算放大器電路。輸出信號(hào)的一小部分被發(fā)送回輸入端子以實(shí)現(xiàn)此目的。放大器的輸入電壓V IN通過(guò)適當(dāng)?shù)妮斎?a target="_blank">電阻器R IN直接連接至其反相輸入。反相放大器的閉環(huán)電壓增益 A V(CL)由這兩個(gè)電阻器的比率給出，如圖所示。

　　圖1：反相運(yùn)算放大器電路
　　從上圖中，我們看到 V O是通過(guò)將 V IN乘以閉環(huán)增益 (A CL )計(jì)算得出的，閉環(huán)增益基于輸入電阻 (R IN ) 除以反饋電阻 (R F )。因此，我們可以通過(guò)調(diào)整 R F或 R IN的值來(lái)修改運(yùn)算放大器的閉環(huán)增益以及給定輸入信號(hào)的 V O (IF * R F ) 值。
　　數(shù)模轉(zhuǎn)換器（求和放大器）　　上述反相運(yùn)算放大器的實(shí)例使用單個(gè)輸入電壓信號(hào)。但是，如果我們引入另一個(gè)輸入電阻器將兩個(gè)或多個(gè)模擬信號(hào)組合成單個(gè)輸出，電路及其增益會(huì)發(fā)生什么情況？通過(guò)將多個(gè)輸入連接到運(yùn)算放大器的負(fù)端，可以將上面的單輸入電路改變?yōu)榍蠛头糯笃?，或更具體地，“求和反相電壓放大器”電路。任何輸入信號(hào)本質(zhì)上都是相互電氣隔離的，因?yàn)榉答侂娮杵鞯?R F負(fù)反饋將運(yùn)算放大器的反相輸入設(shè)置為零電位。那么，輸出是所有輸入信號(hào)的倒數(shù)和。因此，當(dāng)求和放大器處于反相模式時(shí)，它會(huì)生成所有輸入電壓的負(fù)和，但當(dāng)它不反相時(shí)，它會(huì)生成正輸出。檢查下面的電路。

　　圖 2：求和放大器電路　　我們可以調(diào)整上面反相放大器布置的初始方程，以考慮這四個(gè)附加輸入值，如下所示： 在上面的求和放大器電路中，輸出電壓 (V O ) 與四個(gè)輸入電壓之和 V IN1成正比。

、V IN2、V IN3和V IN4。然后，當(dāng)每個(gè)輸入電壓乘以其匹配增益并添加到下一個(gè)輸入電壓以獲得總輸出時(shí)，我們可以看到輸出電壓是四個(gè)輸入電壓的倒數(shù)縮放總和。如果所有電阻都相同且具有相似的值，即R F = R 1 = R 2 = R 3 = R 4，則每個(gè)輸入通道將具有單位 (1) 的閉環(huán)電壓增益。因此，可以通過(guò)上述方程輕松找到輸出電壓：

　　數(shù)模轉(zhuǎn)換器（4 位二進(jìn)制加權(quán)）　　假設(shè)求和放大器的四個(gè)輸入是電壓值為 0 或 5 伏（“Low-0”和“High-1”）的二進(jìn)制輸入，可以創(chuàng)建 4 位二進(jìn)制加權(quán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器并將每個(gè)輸入電阻的電阻值加倍到前一個(gè)。這將導(dǎo)致輸出條件為這四個(gè)輸入電壓的加權(quán)和。使用范圍從 1kΩ 到 8kΩ（或其倍數(shù)）的四個(gè)輸入電阻，我們可以構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的 4 位二進(jìn)制加權(quán)模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，如將四個(gè)求和輸入標(biāo)記為 A、B、C 和 D 所示并設(shè)置 R F = 1kΩ。4 位二進(jìn)制數(shù)有 2 4 = 16 種可能的組合，范圍從 0000 2到 1111 2。8-4-2-1 是通過(guò)將每個(gè)輸入位的權(quán)重加倍到前一個(gè)位而得到的二進(jìn)制編碼比率。

　　圖 3：4 位二進(jìn)制加權(quán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器　　因此，如果我們將“D”的輸入電阻設(shè)置為 1kΩ、“C”的輸入電阻設(shè)置為 2kΩ（即 D 的兩倍）、“B”的輸入電阻，則 4 位二進(jìn)制加權(quán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的傳輸特性如下： ”為 4kΩ（C 的兩倍），“A”為 8kΩ（B 的兩倍），反饋電阻 (R F ) 設(shè)置為 1kΩ，如上圖所示，如果我們將 +5 伏（邏輯“1”）的 TTL 電壓施加到求和放大器的輸入 V D（代表最高有效位 (MSB)），我們會(huì)看到運(yùn)算放大器的增益將為 R F /R 4 = 1kΩ/1kΩ = 1（單位）V D，因此，當(dāng)應(yīng)用4位二進(jìn)制碼1000時(shí)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路的輸出將為-5伏。類似地，如果求和放大器的輸入V C接收+5伏（邏輯1），則運(yùn)算放大器的增益等于R F /R 3 = 1kΩ/2kΩ = 1/2（二分之一）。因此，4位二進(jìn)制代碼0100將產(chǎn)生-2.5伏的模擬輸出電壓。當(dāng)邏輯“1”施加到VB 時(shí)，放大器的增益將為R F /R 2 = 1kΩ/4kΩ = （四分之一）。因此，4 位二進(jìn)制代碼 0010 將產(chǎn)生 -1.25 伏的輸出電壓。最終，當(dāng)邏輯“1”應(yīng)用于求和放大器 V A的最低有效位 (LSB) 輸入時(shí)，將導(dǎo)致輸出電壓為 -0.625 伏（12.5% 分辨率）且 R F /R 1 = 1kΩ /8kΩ = 1/8（八分之一），4 位二進(jìn)制代碼為 0001。上述表格給出了當(dāng)+5V施加到4位二進(jìn)制加權(quán)模數(shù)轉(zhuǎn)換器時(shí)V O的詳細(xì)結(jié)果。

　　從上面的值中，我們觀察到，每改變一位，就會(huì)有 0.625 伏的差異。二進(jìn)制加權(quán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬輸出電壓的分辨率可以通過(guò)增加二進(jìn)制位數(shù)和電阻求和網(wǎng)絡(luò)使得每個(gè)電阻器具有單獨(dú)的加權(quán)來(lái)增強(qiáng)。例如，輸入電壓為 +5 的 8 位 DAC；將產(chǎn)生 (1/128)*5 = 0.0039，類似地，12 位 DAC 在輸入二進(jìn)制代碼每次變化時(shí)將產(chǎn)生 (1/2048)*5 = 0.0024 伏。這里的缺點(diǎn)是，對(duì)于“n”位 DAC，二進(jìn)制加權(quán)電阻 DAC 需要各種高精度電阻器（每位一個(gè)），這使得分辨率高于幾位的轉(zhuǎn)換器不可行（且成本高昂） 。但是，通過(guò)將其轉(zhuǎn)換為 R-2R 梯形電阻 DAC，只需要兩個(gè)精確的電阻值（R 和 2R），我們可以構(gòu)建采用可變值電阻的二進(jìn)制加權(quán)數(shù)模電路布置的概念。在即將發(fā)布的數(shù)模轉(zhuǎn)換器更新中，我們將研究 R-2R 數(shù)模轉(zhuǎn)換器如何僅使用兩個(gè)電阻值將數(shù)字二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為模擬電壓輸出。