第二单元 电子电路 2.3 数模转换器

   数模转换器（DAC）的构成组件如图1所示。在数据转换为离散的电压或电流电平之后，零阶保持器将这个电平一直保持到下一个电平的到来。为了得到平滑的恢复波形，需要进行“重建滤波”。
   我们知道：对DAC的输出进行“过采样处理”能够大大降低对重建滤波器的性能要求（过采样处理可以得到比采样定理最低要求多得多的样本）。在本文中，我们只考虑众多DAC体系结构中的两种。DAC的输出信号经“零阶保持”处理后引入了误差——其频谱被“抽样函数”（sinx/x或sinc）加权。在DAC之前，增加“逆抽样函数”（x/sinx）数字补偿滤波器，就可以解决这个问题。有的DAC内置了补偿滤波器，所以要仔细查看数据手册。
   电阻分压式DAC
   图2展示了最容易理解的DAC构成——其工作过程和快闪ADC正好相反。一个已知的参考电压加到2N-1个电阻上；这样，在任一分接点上测到的电压都和N位转换器2N可用输出样本之一精确对应。通过接入与数据对应的分接点，就可完成一次基本 DAC操作。“过采样1位DAC”在输出转换中起到的作用，和“过采样1位ADC+噪声整形”在输入转换中起到的作用同样明显。图3展示了一个简单的Sigma-delta DAC 。
   在Sigma-delta DAC中，首先就是“插值处理”。所谓“插值处理”就是在有效样本之间“插零”以实现数据率的提高。“插值”和Sigma-delta DAC的数字滤波一同完成“信号重建”。数字Sigma-delta 调制器完成对量化噪声的“整形”；这样，在最终的重建输出信号中，大部分量化噪声已被“挤出”有效带宽。1位DAC就是一个开关——以很高的采样率选择是“0”、还是“正的参考电压”（在单电源供电工作情况下）。模拟滤波器对输出信号中的转折点进行平滑，产生一个连续的、高保真的输出波形。