數模轉換器（DAC）將數字（用于計算機，如微控制器）轉換為模擬電壓。它們與模數轉換器（ADC）相反。數模轉換器（DAC）有兩種主要類型：二進制加權和R-2R

二進制加權DAC

上圖是一個4位二進制加權DAC。如果你還不熟悉二進制數字系統，那么請看我們關于數字系統的文章。DAC可以接受0-15之間的數字（十進制，二進制0-1111），并產生一個相應的模擬電壓。如果電源電壓是5V（邏輯狀態塊在0V和5V之間切換），那么，電壓步長是5V/15=0.333V

每個電阻的值是：

其中：

t 是總位數（在本例中為 4）。

n 是特定位的編號（從零開始）。

k是一個任意常數（圖中為1k）。

當然，要從該DAC驅動任何類型的負載，我們需要將其通過緩沖運算放大器（有關更多信息，請參閱我們關于運算放大器的文章）：

只需添加更多輸入和正確值的電阻就可以添加更多位（更高分辨率）。

二進制加權DAC的缺點是可能需要大量精密值電阻（使BoM膨脹），并且可能很難找到所需精確值的精密電阻。

R-2R DAC

R-2R DAC只需要2個電阻值，一個電阻值是另一個電阻值的兩倍。

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

R-2R DAC的缺點是輸出電壓限制在

的電源電壓范圍內，其中t是總位數。

另一種思考方式是輸出電壓限制為電源電壓的（分辨率-1）/分辨率，其中分辨率是DAC的分辨率（4位DAC為16步）。對于采用5V電源的4位ADC，其電壓為15/16 x 5V = 4.69V

然而，這可以通過精確的放大器增益來糾正，我們將在后面看到。考慮到4位網絡的輸出電壓限制為4.69V，5V電源和4位DAC的電壓步長為4.69V/15 = 0.31V。

同樣，可以使用精確的放大器增益將其校正為超過整個電源電壓，這將得到0.333V（與二進制加權DAC相同）：

與二進制加權DAC類似，如果要驅動任何負載，就需要一個放大器。

為了將輸出放大到整個電源范圍，可以在放大器上使用一個增益，其中t也是總位數?；蛘?，再換一種方式，運算放大器的增益應該是分辨率/（分辨率-1），其中分辨率是DAC的分辨率（4位DAC的16步）。

這意味著設置RA=R（本例中為10k）

對于4位DAC來說，這將是R×15，在本例中為10k×15=150k。這樣我們就可以得到完整的5V輸出：

因此，為了擴展到整個電源范圍，需要任意值的單個精密電阻，但這比二進制加權DAC所需的一系列精密電阻更容易處理。

其他DAC

另一種類型的DAC是濾波PWM類型，其中PWM信號通過R-C濾波器網絡低通（如我們的PWM信號文章所述），但這需要相對復雜的電路來產生PWM，并且響應時間不如本文介紹的純阻性DAC類型快。

*本文章版權歸英國LABCENTER公司所有，由廣州風標電子提供翻譯，原文鏈接如下：*https://www.labcenter.com/blog/sim-digital-analog-converter/